Aviso: Esta página é uma tradução automática da página original em inglês. Por favor note uma vez que as traduções são geradas por máquinas, não tradução tudo será perfeita. Este site e suas páginas da Web destinam-se a ler em inglês. Qualquer tradução deste site e suas páginas da Web pode ser imprecisas e imprecisos no todo ou em parte. Esta tradução é fornecida como uma conveniência.

Os pesquisadores descobrem o detalhe do celular-nível do que acontece quando os ursos do osso forçam ao longo do tempo

Dos atletas aos indivíduos que sofrem da osteoporose, as fracturas de osso são geralmente o resultado das rachaduras minúsculas que acumulam ao longo do tempo -- riachos invisíveis de dano que, quando coalescidos, conduzem a essa ruptura dolorosa.

Usando técnicas pioneiros do raio X, os pesquisadores da Universidade de Cornell têm o detalhe descoberto do celular-nível do que acontece quando o osso carrega o esforço repetitivo ao longo do tempo, visualizando dano em escalas menores do que observadas previamente. Seu trabalho poderia oferecer indícios em como as fracturas de osso poderiam ser impedidas.

Marjolein camionete der Meulen, professor da engenharia biomedicável, conduziu o 5 de março em linha publicado estudo na microscopia de utilização no Lightsource da radiação de Synchrotron de Stanford, parte do raio X da transmissão de PLOS um do laboratório nacional do acelerador de SLAC.

Usando os raios X duros alta-tensão no synchrotron de SLAC, os pesquisadores produziram imagens de dano no osso dos carneiros em uma definição de 30 nanômetros -- diversas vezes melhoram do que a imagem lactente padrão através do tomografia microcomputed raio X, que é o melhor possível 2-4 mícrons na definição. (O nanômetro de A é um-bilionésimo de um medidor. Para a comparação, a largura de um cabelo humano é aproximadamente 70 mícrons, ou 70.000 nanômetros.)

“Na pesquisa esqueletal, os povos têm tentado compreender o papel de dano,” disse camionete der Meulen, cuja a pesquisa é chamada mechanobiology -- como os mecânicos se cruzam com processos biológicos. “Uma das coisas que os povos supor é que dano é um dos estímulos que as pilhas estão detectando.”

A incapacidade das pilhas reparar o microdamage ao longo do tempo contribui finalmente à falha e a quebra do osso, camionete der Meulen disse. Até aqui, as técnicas do visualização do microdamage foram limitadas às imagens de uma mais baixa definição. Umas características mais detalhadas do osso, tais como os espaços pequenos chamados as lacuna, onde as pilhas residem, e os canais microscópicos entre eles, chamaram o caniliculi, não eram visíveis.

A imagem lactente envolveu a preparação especial das amostras do osso dos carneiros conduzidas pelo aluno diplomado e pelo primeiro Garry Brock autor. Primeiramente cortaram o quadrado de 2 milímetros matchstick-como amostras.

Os matchsticks “foram danificados” no laboratório a vários níveis: Alguns receberam 20.000 ciclos da “carga” na dobra; outro receberam uma única dose da carga; e outro foram entalhados antes de carregar. Todas as amostras foram tratadas com uma mancha negativa do raio X do acetato do chumbo-uranyl que escoasse na porosidade causada por dano no tecido do osso. As secções do segmento carregado foram lustradas então às espessuras de 50 mícrons.

Uma quantidade maior de mancha foi considerada nas secções sujeitadas ao esforço repetitivo. Mas em vez de ver as superfícies novas formadas por dano, ou por rachaduras, como foi esperado, os pesquisadores observados danificam nas estruturas celulares. Os raios X pegararam a tintura dentro das estruturas existentes, intactos, como as lacuna onde as pilhas se sentam, e no caniliculi.

“O tecido não está quebrando, mas um pouco, está manchando dentro das pilhas,” Brock disse.

Camionete adicionada der Meulen: “Nós fomos surpreendidos por como baseado em celulas a mancha era, ao contrário de formar lotes de superfícies novas no material.”

Nos indivíduos osteoporotic, incluindo muitas mulheres pós-menopáusicos, as fracturas ocorrem geralmente no antebraço, na espinha e no quadril. a equipe de camionete der Meulen está tentando compreender porque estas fracturas ocorrem pelo estudo nano e pelas mudanças do microscale no tecido do osso.

Igualmente estão explorando a possibilidade de estudar se uma classe de drogas da osteoporose chamou os bisphosphonates, que reduzem a taxa total de fracturas ancas mas pode conduzir “às fracturas femorais atípicas,” processos de dano do nanoscale da influência. Estas fracturas incomuns ocorrem nos locais que normalmente não fracturam com osteoporose como no meio do eixo do osso. O método novo do visualização de dano podia emprestar introspecções novas nos estudos futuros.

Source:

Cornell University