Protéza, klika a aerogel

9. 10. 2002

Novinky, které se mohou někdy uplatnit i v praxi

Protéza jako samorost

Klasické zubní protézy možná v budoucnu nebudou jediným řešením. Vědci z bostonského Forsyth Dental Institute zveřejnili, že se jim podařilo u laboratorních zvířat implantovat jednotlivé zubní buňky a vypěstovat z nich zuby. Výzkum je sice zatím v počáteční fázi, ale je možné, že časem bude díky němu možné vypěstovat náhradní lidské zuby přímo v ústech pacienta.
Experiment, popsaný v odborném časopise Journal of Dental Research, je jedním z řady výzkumných projektů, v jejichž rámci se vědci snaží kultivovat lidské tkáně s použitím několika živých buněk. Tým z Forsyth Dental Institute pod vedením dr. Josepha P. Vacantiho izoloval buňky z dosud nevyvinutých stoliček mladých prasat, jejichž buňky se podobají lidským. Členové skupiny každou z nich umístili do drobného, biologicky rozložitelného pouzdra a následně je implantovali do těl laboratorních potkanů blízko střev, kde je pro růst buněk vhodné prostředí. Po dvaceti až třiceti týdnech se z nich vyvinuly korunkové struktury obsahující všechny vrstvy, které tvoří normální zub, včetně skloviny.
Vacanti poznamenává, že experiment ukazuje směr, kterým by se mohla ubírat biologická léčba zubních onemocnění u lidí. Tato metoda by mohla nalézt široké využití - ve Spojených státech totiž lidem nad 50 let chybí průměrně dvanáct zubů včetně zubů moudrosti. Vacantiho navíc upozorňuje, že výsledky pokusu potvrzují existenci zubních kmenových buněk, které by bylo možné využít při řadě stomatologických zákroků.

Vyměňte šlapku a uvidíte

Cyklistika je sport, kde se dlouhé závody vyhrávají malým náskokem. V červenci zvítězil Lance Armstrong v třítýdenní Tour de France rozdílem sedmi minut a byl tedy sotva o 0,15 procenta rychlejší než závodník na druhém místě. V posledních čtyřech ročnících získal Armstrong žluté tričko částečně díky vteřinovým úsporám. Využil k tomu snad všechny technické vymoženosti povolené Světovou cyklistickou federací (UCI) včetně těch, které zřejmě by mohly mít jen nepatrný přínos - od aerodynamických přileb až po kola z uhlíkových vláken.
Nový design kliky k pedálu by proto mohl mít dalekosáhlé důsledky. Journal of Biomechanics zveřejnil studii výzkumného týmu univerzity v italském Udine vedeného doktorandkou Paolou Zamparovou. Vyplývá z ní, že nová klika sníží u amatérských cyklistů spotřebu energie o dvě procenta. Pro Armstronga by to při závodě znamenalo více než hodinový náskok. Klíčem k úspěchu nového prototypu je jeho „paprsčitá“ konstrukce. Poloha pedálu se mění vzhledem k ose otáčení. Tím se při sešlápnutí pedálu prodlužuje rameno kliky a zvyšuje moment síly. Při pohybu pedálu vzhůru se rameno kliky naopak zkracuje, a tím snižuje odpor. Než se prototyp objeví na Tour de France, bude ho muset schválit UCI. Také bude nutné prokázat, že podobné výhody přinese i profesionálům, protože ti při šlapání využívají sílu účinněji než amatéři.

Co dokáže aerogel?

Průsvitná lehounká hmota zvaná aerogel možná konečně najde využití i mimo laboratoře. Podmínkou pro použitelnost aerogelů je, aby v různém prostředí neztrácely pevnost. Tuto překážku většina těchto materiálů nedokázala překonat. Vědci z University of Missouri v Rolle přišli na způsob, jak vyrobit kompozitní aerogel, který by byl dostatečně pevný, aby dokázal například zadržet vystřelený náboj, a zároveň schopný udržet tvar i po nasáknutí jinou látkou.
Nicholas Leventis, missourský profesor chemie, který výzkumný tým vedl, zjistil, že spojením mikroskopických plastových částic a křemičitých částeček lze vyrobit aerogely, které jsou extrémně lehké, ale stokrát pevnější než ty současné. Příprava Leventisovou metodou trvá řadu dní, výsledná hmota je ovšem velmi levná a lze ji téměř libovolně tvarovat. Leventis je přesvědčen, že by se jeho aerogel mohl využívat v neprůstřelných vestách nebo jako porézní médium pro bezpečné skladování leteckého paliva.

Novinky

Podle učebnic chemie je sklo amorfní. James D. Martin, chemik působící na North Carolina State University, však pro časopis Nature ze 26. Září uvedl, že uspořádání molekul ve skle a dokonce ani ve vodě není náhodné. Sklu by tedy v budoucnu bylo možné dodat optické a elektronické vlastnosti, o jakých se vědcům dosud ani nesnilo. Podobnou úpravu již Martin vyzkoušel u kapalin a zjistil, že přidáním drobných nečistot se mohou změnit jejich vlastnosti, stejně jako například malé množství bóru změní křemík z izolantu na polovodič.

Na začátku jara představila Artera Group technologii, díky níž se rychlost běžných modemů vyrovná širokopásmovému připojení. Zpočátku byla určena pro malé firmy, nyní se však objevila i ve verzi pro domácnosti. Rychlost, kterou je modem schopen přenášet data (56 kilobitů za vteřinu), zvýší téměř šestkrát a vyjde pouze na 9,95 dolaru měsíčně. Software a technické údaje jsou ke stažení na www.arteragroup.com.

Nové organické kompozitum vyvinuté na Penn State University možná najde uplatnění v oblasti umělých svalů a implantovatelných infúzních pump. Tým pod vedením elektroinženýra Qiminga Zhanga zjistil, že neobvyklá polymerová struktura ve spojení s organickým polovodičem vytváří hmotu, která se při stimulaci elektrickými signály pohybuje jako svalová tkáň. Ve srovnání s dřívějšími elektroaktivními polymery je v tomto případě ke stažení potřeba o 90 procent méně elektrické energie.