高解析度影像揭示骨骼的“膠水”

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研究人員報告說,人骨的極端特寫影像揭示了其強度的一個秘密。更好地瞭解其材料特性可能有助於改進骨折的治療方法,或有助於完全避免骨折。

先前的研究表明,骨骼的機械效能來自其蛋白質纖維,即膠原原纖維,據認為這些纖維塗有一層非常薄的礦物晶體。加州大學聖塔芭芭拉分校的喬治·E·範特納及其同事使用原子力顯微鏡,拍攝了迄今為止人骨的最高解析度影像,影像顯示類似膠水的細絲將原纖維連線在一起。當骨骼承受壓力時,膠水內的犧牲鍵可以解開或斷裂,而不會導致整個骨骼斷裂。這種所謂的分子減震器以前在鮑魚殼中見過。“在骨骼中發現相同的基本機制運作真是太了不起了,”該研究的共同作者,加州大學聖塔芭芭拉分校的丹尼爾·E·摩爾斯說。

隨著年齡的增長,骨質流失變得更有可能和更危險:晚年嚴重的骨折可能對一個人的健康產生特別不利的影響。“我們特別有興趣瞭解這些分子如何隨著年齡的增長而發生變化和耗盡,以及在某些疾病中如何發生變化,”摩爾斯解釋說。“這些發現的潛在好處是,我們現在可能學會如何保護骨骼免受這些有害變化的影響,甚至可能真正逆轉某些變化。” 這些發現將發表在《自然材料》雜誌的八月刊上。

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