В новой статье журнала Science Advances впервые описывается, как минералы объединяются на молекулярном уровне, образуя кости и другие твердые ткани, такие как зубы и эмаль.
Исследователи из Чикагского университета Иллинойса, опубликовавшие эту статью, описали свои эксперименты, в ходе которых были получены изображения с высоким разрешением в реальном времени процесса минерализации в модели искусственной слюны, и их открытие различных путей, которые поддерживают формирование костей и зубов или биоминерализацию.
«До сих пор эти пути, особенно на ранних стадиях, когда молекулы только начинают организовываться в структуру, не были ясно поняты», — сказал Реза Шахбазян-Яссер, профессор механической и промышленной инженерии Университета Инженерного колледжа и автор книги бумага.
Шахбазиан-Яссер и его коллеги заметили, что как прямые, так и косвенные образования кристаллов гидроксиапатита — основы твердых тканей — могут быть достигнуты за счет локальных изменений энергетических путей зарождения и роста.
«Контроль над растворением аморфного фосфата кальция влияет на сборку кристаллов гидроксиапатита в более крупные агрегаты», — сказал Шахбазян-Яссер. «Используя технологию, разработанную в UIC, мы обнаружили доказательства того, что эти пути сосуществуют одновременно, что объясняет, почему разные группы сообщали о кажущихся разными или противоположных результатах. Кроме того, теперь мы поняли, как гидроксиапатитовые материалы зарождаются и растут на аморфных кальций-фосфатных матрицах. зарождение и рост гидроксиапатита поможет в разработке новых лекарств и медицинских методов лечения для более быстрого заживления утраченных или сломанных костей или излечения кариеса ».
Для получения изображений исследователи использовали уникальное микроустройство, которое позволило использовать электронную микроскопию с жидкой моделью. Используя этот метод, исследователи смогли отслеживать химические реакции в модели в самом маленьком масштабе.
«Наше исследование предоставляет четкие новые доказательства того, как минералы организуются и превращаются в костные материалы, и это открытие имеет много важных значений для дальнейших исследований в области заживления костей или зубов», — сказала Шахбазян-Яссер.
«Лучше понимая эти пути, ученые стали на один шаг ближе к разработке способов более эффективного лечения стоматологических заболеваний и травм костей — например, травм от травм — или предотвращения заболеваний, которые могут развиться при нарушении нормальных процессов минерализации в организме», — сказал он. .
Заболевания, вызванные дисфункциональной минерализацией в организме, могут включать в себя все, от тенденции к развитию кариеса до остеопороза.
«На следующем этапе мы хотели бы узнать, как молекулярные модификаторы могут повлиять на процесс биоминерализации, который важен для разработки эффективных лекарств», — сказала Шахбазян-Яссер.
Загрузка...
