L'effetto piezoelettrico è proprietà di alcuni materiali per convertire l'energia meccanica in corrente elettrica. "Piezo" è una parola greca che significa "spremere". L'effetto fu scoperto per la prima volta da Pierre Curie e Jacques Curie nel 1880. Il dott. I. Yasuda nel 1957 scoprì l'esistenza dell'effetto piezoelettrico nelle ossa.

Piezoelettricità diretta

L'effetto piezoelettrico diretto è definito come la capacità di un materiale di produrre tensione sotto tensione o compressione.

Piezoelettricità inversa

L'effetto piezoelettrico inverso è definito come la curvatura causata da materiali piezoelettrici, come ceramica e cristalli, dovuti a campo potenziale o elettrico applicato.

Bone

La maggior parte delle ossa è costituita da una matrice ossea di natura organica e inorganica. L'idrossiapatite, che è cristallina, forma la parte inorganica della matrice ossea. D'altra parte, il collagene di tipo I è la parte organica della matrice. L'idrossiapatite è stata riconosciuta responsabile della piezoelettricità nelle ossa.

Origine della piezoelettricità nelle ossa

Quando le molecole di collagene, costituite da portatori di carica, sono stressate, questi portatori di carica dall'interno si spostano verso il superficie del campione. Questo produce potenziale elettrico attraverso l'osso.

Densità ossea ed effetto piezoelettrico

Lo stress che agisce sull'osso produce l'effetto piezoelettrico. Questo effetto, a sua volta, attrae cellule di costruzione ossea (chiamate osteoblasti) a causa della formazione di dipoli elettrici. Questo deposita successivamente minerali, principalmente calcio, sul lato stressato dell'osso. Quindi, l'effetto piezoelettrico aumenta la densità ossea.

Significato

Una stimolazione elettrica esterna può portare alla guarigione e alla riparazione dell'osso. Inoltre, l'effetto piezoelettrico nell'osso può essere utilizzato per il rimodellamento osseo. Il dottor Julius Wolff nel 1892 osservò che l'osso viene rimodellato in risposta alle forze che agiscono su di esso. Questo è anche noto come legge di Wolff.