İnsan Kemiğinin Nanoyapısı Üç Boyutlu Olarak Yapılandırıldı
Araştırmacılar, kemiğin 3 boyutlu mineral yapısını nano ölçekte yeniden oluşturmayı başardı. Kemikler, işlevsel olarak, yüksek ivmelenme ve hıza sahip olan çitalarda da, dev fillerde de aynı performansı sergiler. Görsel Telif: Dr. Roland Kröger
Bu da sertlikleri ve potansiyel güçleri ile ilişkilidir.
Kemiğin özelikleri genelde hiyerarşik organizasyonuna atfedilir ve bu yapıda küçük bileşenler kendilerine benzer büyük yapıları oluşturmaktadır. Ne var ki, kemiğin nano ölçekteki organizasyonu ve temel bileşenleri olan mineral ve proteinleri arasındaki bağıntı bugüne kadar iyi derecede anlaşılabilmiş değildi.
Son 3D nanoboyutta görüntüleme metotları ile insan kemiğindeki mineralleri gözlemleyen University of York ve Imperial College London’dan araştırmacılar, kemiğin mineral kristalleri, daha büyük ölçekteki kemik yapısını oluşturabilmek için hiyerarşik yapıda bir araya geliyor.
Araştırmacılar bir dizi gelişmiş elektron mikroskobu tekniğini kullanıp kombine ederek, temel mineral yapıtaşlarının kıvrılmış iğne ucu biçiminde nanokristaller olarak bir araya geldiklerini ve daha büyük dönen katı çökeltiler oluşturduğunu ortaya koydu.
Bu uzun hançer tipi yapılar sürekli biçimde birleşip kemiğin protein fazı içinde ayrışırlar. Birbirine karışan mineral ve proteinler sürekli yapılar ile kemiğin işlevini kazanması için gereken sertlik ve gücü sağlayan ağ sistemini oluşturur.
4 Mayıs 2018`de Science dergisinde yayımlanan araştırmanın başyazarı University of York Fizik Bölümü’nden Doç. Dr. Roland Kröger, kemiğin sert mineral apatit ve esnek bir protein olan kollajenden oluşan ilgi çekici bir kompozit olduğunu belirtiyor ve bu iki sert ve esnek fazdan kendine has bir kombinasyonun sert ve güçlü bir temel yapı oluştuğunu ekliyor.
Kemikte bu iki fazın 12 seviyeli bir hiyerarşik yapı oluşturarak, kendini oluşturan birimlerden daha iyi bir forma sahip olduğunu biliyoruz. Daha önceki çalışmalardan da veri ve bilgilerin alınması ile daha iyi sonuçların elde edildiği mevcut araştırma ile kemik bulmacasında temel özellikler ve kemiğin yapısına dair çok daha net ve tutarlı bilgiler edinildi.
Kollajenlerin yani protein dizilerinin örgü biçiminde, kristallerin kıvrımlı şekilde bir araya gelerek oluşturduğu yapılar kemikte organizasyonların iki tanesidir ve bu yapılar kemik içindeki daha küçük ölçekli yapılara gözle görülür ancak ince kıvrımlar sağlamaktadır. Esnekliğinin temeli olduğu düşünülen mineralize kollajen lifleri DNA yapıları gibi dönmektedir.
Araştırmacılar kemiğin kilit özelliği ve eşi bulunmaz yetilerinin, fraktal benzeri yapısında gizli olduğunu öne sürüyor.
- University of York, Revealing the remarkable nanostructure of human bone, 3 Mayıs 2018, https://www.york.ac.uk/news-and-events/news/2018/research/bone-imaging-mineral/
- Fractal-like hierarchical organization of bone begins at the nanoscale http://science.sciencemag.org/content/360/6388/eaao2189
BilimFili.com: "İnsan Kemiğinin Nanoyapısı Üç Boyutlu Olarak Yapılandırıldı"
https://bilimfili.com/insan-kemiginin-nanoyapisi-uc-boyutlu-olarak-yapilandirildi/
Biyoteknoloji & Nanoteknoloji Haberleri
-
Brezilyalı araştırmacılar yılan zehirinde biyoteknolojik potansiyele sahip iki yeni peptid keşfetti
-
Nano teknoloji ve gelişim süreci hakkında genel bir bakış
-
Yapay zeka araçları tıbbı dönüştürebilecek tamamen yeni proteinler tasarlıyor
-
Beynin işleyişinde yeni örüntüler
-
Gelişen Nanoteknoloji Kolorektal Kanseri ve Melanoma Kanserlerine Karşı Daha Etkili Mücadele Etmektedir
-
Kanser Teşhisinde ve Tedavisinde Nanoteknolojik Uygulamalar
-
“Nanoyüzücüler” toprak ve su temizliği konusunda gelecek vaat ediyor
-
Beyin implantları, hayal edilen elyazısını ekran üzerinde bir metne dönüştürüyor
-
Membranların nano ölçekli yapısını kontrol etmek temiz su ihtiyacı için önelidir.
-
Neden tasarlanmış proteinler, doğal proteinlerin aksine yüksek sıcaklıklara daha dayanaklıdır?
-
Kardiyovasküler hastalıkların tedavisinde organik nanopartiküller kullanılabilir mi?
-
Retinanın doğal yapısını taklit edebilen yapay göz geliştirildi
-
Kırmızı kan hücrelerinin tüm özelliklerini taşıyan sentetik hücreler üretildi
-
Yapay Zeka Biyoteknoloji'nin Gerçekleşmesine Yardımcı Oluyor.
-
Nano ölçekli görselleştirme: Bir hücrenin yapısına odaklanmak