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UIC研究人员捕获骨骼与牙齿形成的新实时图像

《科学进展》上的一篇新论文首次描述了矿物质如何在分子水平上结合在一起以形成骨骼和其他硬组织,例如牙齿和牙釉质。

论文发表的伊利诺伊州芝加哥大学的研究人员描述了他们的实验-捕获了人工唾液模型中矿化过程的高分辨率实时图像-发现了支持骨骼和牙齿形成的独特途径,或者生物矿化。

“直到现在,这些途径,尤其是在分子首次开始组织成结构的早期阶段,还不清楚,” UIC机械学院和工业工程学院教授Reza Shahbazian-Yasser纸。

Shahbazian-Yasser和他的同事观察到,羟基磷灰石晶体的直接和间接形成(硬组织的基础)都可以通过成核和生长的能量途径的局部变化来实现。

Shahbazian-Yasser说:“控制无定形磷酸钙的溶解会影响羟基磷灰石晶体组装成更大的聚集体。”“使用UIC开发的技术,我们发现了这些途径同时存在的证据-解释了为什么不同的小组报告了看似不同或相反的结果。此外,我们现在了解了羟基磷灰石材料如何在无定形磷酸钙模板上成核并生长。羟基磷灰石的成核和生长将有助于开发新的药物和药物治疗,以更快地治愈丢失或折断的骨头或治愈牙齿的蛀牙。”

为了捕获图像,研究人员使用了独特的微型设备,从而可以将电子显微镜用于液体模型。使用这种方法,研究人员能够以最小规模监视模型中的化学反应。

Shahbazian-Yasser说:“我们的研究提供了有关矿物如何组织和成长为骨骼材料的清晰,新的证据,这一发现对于进一步研究骨骼或牙齿的愈合具有许多重要意义。”

“通过更好地理解这些途径,科学家向工程方法迈出了一步,以更好地治疗牙齿疾病和骨骼损伤(如创伤性损伤)或预防身体正常矿化过程出​​现问题时可能出现的医疗状况,”他说。

机体内矿物质功能失调引起的医疗状况可能包括从发展蛀牙到骨质疏松症的所有方面。

Shahbazian-Yasser说:“下一步,我们想了解分子修饰剂如何影响生物矿化的过程,这对于开发有效的药物很重要。”

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