2006年11月9日
马克斯·普朗克研究所的科学家们(德国)和欧洲同步辐射实验室刚刚发现变形的方法在纳米尺度上发生在骨头通过研究同步加速器的x射线。这项研究解释了enor-mous稳定和可变形性骨。骨骼的层次结构使它们能够承受很大压力没有打破,de-spite由本质上的刚性单元在分子水平上。结果本周发表在PNAS的早期的在线版。
骨头是由两个不同的元素:一半是一个可伸缩的纤维蛋白胶原蛋白和其他半脆性矿物阶段称为磷灰石。这些组件使这个biomineralized组织高度强烈的和艰难的。同时,为了了解这个建筑和功能实现,马克斯普朗克研究所的科学家们在波茨坦胶体和界面(德国)来到了欧洲同步辐射实验室。使用x射线他们能够看到第一次同时re-arrangement有机和无机成分在拉应力下的一个微型和纳米级水平。
科学家们意识到,当应变/压力应用于骨,这是吸收软层先后降低长度尺度,不到五分之一的应变是注意到在矿物相。软结构形成一个刚性单元的下一个层次等等,使组织能够承受很大压力。这就是为什么脆弱的磷灰石仍然受到过度负荷,不休息。
结果还表明,矿物微晶仍然很强,能够携带超过骨折负荷的2 - 3倍批量磷灰石。小尺寸保留他们的大裂缝。这是第一个实验证据,这种效应在生物材料-小颗粒抵抗失败更好。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台
科学家在ID2 beamline ESRF进行实验。他们跟踪的分子和超分子重组骨外加应力时使用的技术实时x射线散射和衍射。x射线源的高亮度使骨骼变形实时的跟踪。研究人员可以观察两个长度尺度:一方面他们观察到100纳米大小的纤维,另一方面,微晶嵌入在纤维内部,不大于2到4纳米。关键样品制备是马克斯·普朗克研究人员开发的,这使它可以隔离组织约100 - 200微米大小的骨头。
这些结果提供了新的见解的设计原则,使健康的骨骼抗断裂。这项研究可能有助于医学以及技术发展:——这项研究的结果可能导致未来仿生纳米复合材料和新发展。欧洲杯足球竞彩在医学层面上,它有助于了解分子水平改变能使整个骨骼更容易骨折在骨质疏松症等疾病,解释Himadri Gupta,论文的第一作者。进一步进行研究旨在告诉我们如何将这些设计原则不同骨与不同的机械功能以及它们如何可能会影响到年龄和疾病。