办事指南

压力测试显示骨强度的来源

点击量:   时间:2017-07-05 01:04:09

作者:Nic Fleming考虑到材料的重量和多孔性,骨头非常坚韧 - 科学家们一直在努力解释这一点现在,他们已经发现,骨骼通过微小纤维的组合获得力量,这些纤维在拉伸时变得更硬或更具延展性 - 这一发现可以更好地治疗骨质疏松症大约70%的骨头由白垩状矿物羟基磷灰石晶体组成它们形成坚硬的胶原纤维,称为原纤维,构成骨骼的大部分为了更好地理解是什么使这些纤维变得如此强大,伦敦大学玛丽皇后学院的Asa Barber和Fei Hang首次使用一种新技术直接测量单个原纤维的机械性能 Barber和Hang使用扫描电子显微镜(SEM)对纤维进行成像,原纤维的尺寸小于100纳米 - 超过人类头发的1000倍他们使用鹿角骨,因为它是人体骨骼的良好模型,但由于其含水量低,更适合成像该对结合了SEM和原子力显微镜,用特定的力拉伸原纤维他们通过绘制当施加逐渐增加的力时它们拉伸多少来测量六个原纤维的应力 - 应变响应首先,纤维在相同的力下全部拉伸相同的量然而,在某一点上,他们的反应不同:随着施加的力越大,一些纤维以更快的速度失去其形状其他人变得僵硬,在它们破裂之前承受大约1000纳牛顿的力这大致相当于一百粒米的重量所施加的力更具延展性的纤维在约500纳牛顿的力下破裂 “骨骼中具有不同机械性能的胶原纤维的存在有助于提高其吸收能量的能力,并使其成为一种有效且坚韧的材料,”Barber说研究人员接下来使用光谱学来研究样品的化学组成他们的发现表明,更强的纤维含有更多的矿物巴伯说,他们的研究结果可以更好地了解骨质疏松症和相关病症如何影响骨骼的力学特性英国利物浦大学的Jim Gallagher想知道整个骨骼中是否存在不同类型的纤维:“这是有趣的数据,但我希望看到它重复来自不同解剖部位的更多样本,”他说期刊参考:英国皇家学会学报,DOI: