Forskare vid institutionen för fysik vid King's College London har upptäckt att kollagenfibriller tål en betydligt högre belastning än man tidigare trott, breddar vår förståelse av vävnadsmekanik.

Kollagenfibriller är mikroskopiska "rep" som håller samman mänsklig och djurvävnad, utan vilka vävnader som hud och senor skulle falla isär, och ben skulle bli extremt skört. Tills nu, kollagenfibriller hade uppfattats som nästan outtöjbara, agerar mer som stålvajrar än bungee-rep.

Genom att använda en ny metod där fibriller deponeras på en flexibel folie och sedan undersöks med Atomic Force Microscopy, Ph.D. student Emilie Gachon fann att kollagenfibriller lätt kunde dras med upp till 25 % utan att gå sönder eller, verkligen, visar tecken på skada. Hon observerade också att fibrillerna blir stelare när de först drogs, men sedan mjukare igen när den dras längre. Detta märkliga mekaniska beteende kan förklaras av fibrillernas inre struktur, som liknar de som finns i gummiliknande material.

Dr Patrick Mesquida, huvudutredare, kommenterade:"Det är viktigt att förstå vad som styr mekaniskt beteende eftersom vi vet att det sannolikt kommer att förändras under sjukdom eller åldrande. Eftersom vävnadsceller är beroende av kollagen för att fungera på ett visst sätt, alla mekaniska förändringar kan skada cellerna ytterligare, leder till funktionsfel som dålig sårläkning och ökad spridning av cancer. Följaktligen, ytterligare forskning kommer att fokusera på vad som händer när fibrillerna ansträngs och släpps många gånger, som är närmare vad som naturligt händer i mänsklig eller djurvävnad."

Om inverkan av denna forskning på framtida utveckling inom området, Emilie kommenterade vidare:"Kollagen används i allt större utsträckning av vävnadsingenjörer som en ställning för celler i hopp om att en dag kunna växa vävnad utanför människokroppen. De egenskaper som avslöjats i vårt arbete kan hjälpa ingenjörer att finjustera egenskaperna hos dessa byggnadsställningar för att främja specifikt cellulärt beteende. vi vet att kollagenfibriller är starkt tvärbundna i vissa sjukdomar som diabetes. Våra data visar att onormala nivåer av tvärbindning resulterar i olika mekaniska beteenden hos kollagenfibriller. Att spåra kollagenfibrillens mekanik för att upptäcka onormala tvärbindningsmängder kan vara ett sätt att upptäcka diabetes i ett tidigt stadium."