Kollagen kan modstå flere belastninger end hidtil kendt

Forskere ved Institut for Fysik ved King's College i London har opdaget, at kollagenfibriller kan modstå en væsentlig større belastning end tidligere antaget, udvide vores forståelse af vævsmekanik.

Kollagenfibriller er mikroskopiske "reb", der holder menneske- og dyrevæv sammen, uden hvilke væv som hud og sener ville falde fra hinanden, og knogler ville blive ekstremt skøre. Indtil nu, kollagenfibriller var blevet opfattet som næsten uudvidelige, opfører sig mere som stålkabler end bungee-reb.

Ved at bruge en ny metode, hvor fibriller aflejres på en fleksibel folie og derefter sonderes med Atomic Force Microscopy, Ph.D. studerende Emilie Gachon fandt ud af, at kollagenfibriller nemt kunne trækkes med op til 25 % uden at gå i stykker eller, Ja, viser tegn på skade. Hun observerede også, at fibriller bliver stivere, når de først blev trukket, men så blødere igen, når den trækkes længere. Denne ejendommelige mekaniske opførsel kunne forklares ved fibrillernes indre struktur, som ligner dem, der findes i gummilignende materialer.

Dr. Patrick Mesquida, ledende efterforsker, kommenterede:"Det er vigtigt at forstå, hvad der styrer mekanisk adfærd, fordi vi ved, at det sandsynligvis vil ændre sig under sygdom eller aldring. Da vævsceller er afhængige af kollagen for at fungere på en bestemt måde, enhver mekanisk forandring kan yderligere beskadige cellerne, fører til funktionsfejl såsom dårlig sårheling og øget spredning af kræft. Følgelig, yderligere forskning vil fokusere på, hvad der sker, når fibrillerne belastes og frigives mange gange, som er tættere på, hvad der naturligt sker i menneske- eller dyrevæv."

Om virkningen af ​​denne forskning på den fremtidige udvikling på området, Emilie kommenterede yderligere:"Collagen bliver i stigende grad brugt af vævsingeniører som et stillads for celler i håbet om en dag at kunne dyrke væv uden for den menneskelige krop. De egenskaber, der blev afdækket i vores arbejde, kunne hjælpe ingeniører med at finjustere egenskaberne af disse stilladser for at fremme specifik cellulær adfærd. vi ved, at kollagenfibriller er stærkt tværbundne i nogle sygdomme som diabetes. Vores data viser, at unormale niveauer af tværbinding resulterer i forskellig mekanisk opførsel af kollagenfibriller. Sporing af kollagenfibrillens mekanik for at opdage unormale tværbindingsmængder kunne være en måde at påvise diabetes i et tidligt stadium."