Ben är sammansatta av ett komplext arrangemang av mineral- och proteinkomponenter, och organiseringen av dessa komponenter på nanoskalanivå spelar en avgörande roll för benfunktion och styrka. Benvävnad omformas hela tiden, gammal benvävnad bryts ner och ny vävnad bildas. När människor åldras kan balansen mellan dessa två processer störas, vilket leder till förlust av benmassa och en ökad risk för frakturer.
Forskargruppen, ledd av ORNL:s Dr Christopher Rau och Dr Richard LeSar, använde neutronspridningstekniker för att studera benvävnadens struktur i nanoskala hos friska individer och individer med osteoporos. Neutronspridning är ett kraftfullt verktyg för att studera strukturen av material eftersom neutroner kan tränga djupt in i prover utan att skada dem, vilket gör den idealisk för att studera biologiska vävnader.
Experimenten visade att frisk benvävnad har ett välorganiserat arrangemang av mineralplättar, som är ordnade i ett regelbundet mönster som ger benet dess styrka och flexibilitet. Vid osteoporos är mineralplättarna mindre välorganiserade, vilket leder till en minskning av benstyrkan.
Studien fann också att organiseringen av mineralplättar påverkas av typen av kollagen som finns i benvävnaden. Kollagen är ett protein som utgör stommen för benvävnad, och dess struktur och sammansättning kan påverka organiseringen av mineralplättar. Resultaten tyder på att inriktning på kollagen kan vara en potentiell terapeutisk strategi för att förbättra benkvaliteten och minska risken för frakturer.
Sammantaget ger studien viktiga insikter om benvävnadens struktur i nanoskala och hur den påverkas av sjukdomar och åldrande. Resultaten kan leda till utvecklingen av nya terapier för osteoporos och andra bensjukdomar som påverkar benkvalitet och styrka.
