La substance comme un os artificielle imite la voie l'os que réel se développe au niveau atomique

Les chercheurs de l'université de technologie de Chalmers, Suède, ont découvert comment nos os se développent à un niveau atomique, montrant comment des commandes de masse non structurées elle-même dans une structure osseuse parfaitement disposée. La découverte offre les analyses neuves, qui pourraient fournir les implants neufs améliorés, ainsi qu'augmenter notre connaissance des maladies des os telles que l'ostéoporose.

Les os dans notre fuselage se développent par plusieurs étapes, avec des atomes et des molécules se joignant ensemble, et ces plus grands groupements se joignant ensemble consécutivement. Un stade précoce dans le processus de croissance est quand les molécules de phosphate de calcium se cristallisent, ainsi il signifie qu'elles transforment d'une masse amorphe en structure commandée. Beaucoup d'étapes de cette transformation étaient précédemment un mystère, mais maintenant, par un projet regardant une imitation de la façon dont nos os sont établis, les chercheurs ont pu suivre ce procédé de cristallisation à un niveau atomique. Leurs résultats sont maintenant publiés dans les transmissions de nature de tourillon scientifique.

« Une chose merveilleuse avec ce projet est qu'elle explique combien appliqué et recherche fondamentale allez de pair. Notre projet a été initialement concentré sur la création d'une matière biologique artificielle, mais le matériau s'est avéré être un outil grand pour étudier des constructions d'os. Nous avons imité la première fois la nature, en produisant une copie artificielle. Puis, nous avons employé que copie à retourner et pour étudier la nature, » indique Martin Andersson, professeur en chimie de matériaux chez Chalmers, et chef de l'étude.

Les chercheurs développaient une méthode de produire l'os artificiel par la fabrication additive, ou l'impression 3D. La structure donnante droit est accumulée de la même manière, avec les mêmes propriétés, en tant qu'os réel. Une fois qu'en pleine maturité, elle activera la formation des implants naturalistes, qui pourraient remonter les technologies en métal et de plastique actuel en service. Pendant que l'équipe commençait à imiter des fonctionnements naturels de tissu osseux, ils ont vu qu'ils avaient produit la possibilité pour étudier le phénomène dans régler ressembler hautement à l'environnement en tissu vivant.

La substance comme un os artificielle de l'équipe a imité la voie l'os que réel se développe. Les plus petits synthons structurels dans le squelette sont des groupes de chaînes de caractères comprenant le collagène de protéine. Pour minéraliser ces chaînes de caractères, les cellules envoient les particules sphériques connues sous le nom de vésicules, qui contiennent le phosphate de calcium. Ces vésicules déchargent le phosphate de calcium dans les espaces confinés entre les chaînes de caractères de collagène. Là, le phosphate de calcium commence à transformer d'une masse amorphe en structure crystaline commandée, qui produit les caractéristiques de l'os de la résistance remarquable aux chocs et à la courbure.
Les chercheurs ont suivi ce cycle à l'aide des microscopes électroniques et montrent maintenant en leur papier comment il se produit au niveau atomique. Malgré le fait que la cristallisation d'os se produit naturellement dans un environnement biologique, ce n'est pas un procédé biologique. Au lieu de cela, les caractéristiques matérielles intrinsèques du phosphate de calcium définissent comment il se cristallise et s'accumule, suivant les lois de la thermodynamique. Les molécules sont entraînées à la place où le niveau énergétique est le plus bas, qui a comme conséquence elle la construction elle-même dans une structure parfaitement cristallisée.

« Dans le microscope électronique de boîte de vitesses, nous pourrions suivre les étapes de la façon dont le transformé matériel lui-même dans une structure commandée. Ceci lui permet de réaliser aussi bas un niveau énergétique comme possible, et pour cette raison une condition plus stable, » dit M. Antiope Lotsari, un chercheur en groupe de Martin Andersson, qui a entrepris les expériences de microscopie électronique.
Les chercheurs de Chalmers sont les premiers pour montrer dans la haute résolution ce qui se produit quand les os se cristallisent. Les résultats pourraient influencer la voie que beaucoup de maladies associées par os courant sont traitées.

« Nos résultats pourraient être significatifs pour la demande de règlement de la maladie des os telle que l'ostéoporose, qui est aujourd'hui une maladie courante, particulièrement parmi des femmes plus âgées. L'ostéoporose est quand il y a un déséquilibre entre la façon dont rapidement les os décomposent et se reprennent, qui sont des procédés naturels dans le fuselage, » dit Martin Andersson.

Des médicaments actuels pour l'ostéoporose, qui fonctionnent en influençant ce déséquilibre, pourraient être améliorés avec ces nouvelles connaissances. L'espoir est celui avec une précision plus grande, nous pourrons évaluer le pour - et - le contre des médicaments actuels, ainsi que de l'expérience avec différentes substances pour examiner comment ils gênent ou stimulent la croissance osseuse.

Source : https://www.chalmers.se/en/