Meldinger fra knoglers indre

• Af:
  
• John Nyberg

Et international hold med forskere fra AU, The European Synchotron i Frankrig, ESRF, svenske Chalmers Universitet og Paul Scherrer Insituttet i Schweiz har nu afdækket en hidtil ukendt substruktur i knoglevævet ved hjælp af en ny røntgenmetode. Fundet og metoden åbner for nye tilgange til at studere knoglevævets underliggende arkitektur, og skabe bedre forståelse for biomaterialer.

Skærer man ind til benet, så ved man i dag, at sundt knoglevævs indre arkitektur er opbygget af basalt set to typer væv: de såkaldte collagene fibriller, der primært består af protein. De udgør bæreevnen i knoglernes mekaniske egenskaber med en mikroskopisk, trådlignende struktur, der er vævet sammen med nanokrystaller af calciumholdige mineraler.

Tilsammen udgør de to vævstyper en sammensnoet hierarkisk struktur, der har fibrillernes evne til at modstå træk og bøje, og nanokrystallernes hårdhed og modstandskraft. Det er denne snoede struktur, der giver knoglerne deres mekaniske egenskaber, og som forskere har undersøgt i mange år for at forstå.

”Udfordringen har været, at der hidtil har manglet en metode til at påvise nanokrystallernes orientering i knoglevævet,” forklarer lektor Henrik Birkedal fra AU´s iNANO og Institut for Kemi.

Det internationale hold har sammen formået at finde løsningen ved at forbedre røntgen-teknikken kendt som tensor-tomografi, og skabe en nøjagtig 3D-kortlægning af krystallerne i vævet.

”I de sidste år er der sket markante teknologiske og videnskabelige fremskridt, der har gjort det muligt for os at udvikle denne nye metode. Ved hjælp af en forøget kraft i synkrotronstrålingen er det muligt at forbedre metoden, og gøre op med den hidtidige antagelse om knoglevævet,” forklarer Manfred Burghammer fra forskningsfaciliteten ID13 på ESRF, der har været forskningsleder på projektet sammen med Henrik Birkedal.

De nye 3D billeder overraskede forskningsgruppen, fordi det gør op med fundamentale teorier om, at knoglerne var opbygget i en overvejende ensartet hierarkisk struktur.

”Det er ganske vist for tidligt at give en entydig forklaring på, hvad der gemmer sig bag den afvigelse, der nu er påvist, men det har givet videnskaben en ny metode til at kigge ind i knoglernes underliggende struktur,” siger Tilman Grünewald fra ESRF.