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距離更快癒合骨骼又近了一步

研究人員揭示了礦物質如何以分子方式結合在一起形成骨骼和牙齒。
  • 研究人員揭示了礦物質如何以分子方式結合在一起形成骨骼和牙齒。 

  • 到目前為止,生物礦化的早期階段尚未被清楚的了解。

  • 控制這個過程可以幫助開發新的治療方法或藥物來治療骨質疏鬆症或更快地治癒骨折或蛀牙。 

本文發表在伊利諾大學芝加哥分校今日新聞: 

一篇新論文在 科學進步 首次描述了礦物質如何在分子層面上聚集在一起形成骨骼和其他硬組織,如牙齒和琺瑯質。

發表這篇論文的伊利諾大學芝加哥分校研究人員描述了他們的實驗——在人工唾液模型中捕捉礦化過程的高解析度即時影像——以及他們發現支持骨骼和牙齒形成的獨特途徑,或生物礦化。

「到目前為止,這些途徑,特別是在分子開始組織成結構的早期階段,還沒有被清楚地理解,」伊利諾大學芝加哥分校工程學院機械和工業工程教授、紙。

Shahbazian-yasser 和他的同事觀察到,羥基磷灰石晶體(硬組織的基礎)的直接和間接形成可以透過成核和生長的能量路徑的局部變化來實現。

「對無定形磷酸鈣溶解的控制會影響羥基磷灰石晶體組裝成更大的聚集體,」Shahbazian-Yasser 說。 「利用UIC 開發的技術,我們發現了這些途徑同時共存的證據,這解釋了為什麼不同的小組報告了看似不同或相反的結果。此外,我們現在了解羥基磷灰石材料如何在無定形磷酸鈣模板上成核和生長。

為了捕捉影像,研究人員使用了一種獨特的微型設備,使電子顯微鏡與液體模型的結合成為可能。 使用這種方法,研究人員能夠以最小的規模監測模型中的化學反應。

Shahbazian-Yasser 說:“我們的研究提供了關於礦物質如何組織和生長成骨骼材料的清晰的新證據,這一發現對於骨骼或牙齒癒合的進一步研究具有許多重要意義。”

「透過更了解這些途徑,科學家們距離更好地治療牙科疾病和骨損傷(例如外傷造成的損傷)或預防體內正常礦化過程出錯時可能出現的疾病的設計方法又近了一步。

體內礦化功能失調引起的健康狀況可能包括從蛀牙傾向到骨質疏鬆症等各種疾病。

Shahbazian-Yasser 說:“下一步,我們希望了解分子修飾劑如何影響生物礦化過程,這對於開發有效的藥物非常重要。”

這項研究發表於 科學進步 2020 年 11 月。 



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