Så bildas ett ben atom för atom

Forskare på Chalmers universitet har tagit fram svaret på hur ett ben bildas på atomnivå. Arbetet har skett med hjälp av ett 3d-printat skelett som gett en ökad förståelse för hur man kan förbättra implantat och öka kunskapen om benskörhet.

Martin Andersson har lett projektet. 

I en publikation av den vetenskapliga tidskriften Nature Communications går det att läsa om ett nyligen genomfört projekt där man använt ett 3d-printat skelett för att förstå hur ben bildas på atomnivå. När ett skelett bildas sker det i flera steg där atomer och molekyler sätt samman. I ett tidigt skede av denna process fogas dessa samman från en oregelbunden massa till en regelbunden struktur. Forskare från Chalmers har studerat hur detta ser ut på atomnivå, något som hittills varit ett mysterium.

– Det vackra med det här projektet är att det visar att tillämpad forskning och grundvetenskaplig forskning går hand i hand. Vårt projekt handlar egentligen om att skapa biomaterial, men en väldigt viktig del i detta är hur vi kan använda det för att förstå naturen. Vi har härmat naturen och återskapat en artificiell kopia som vi sedan använt för att studera naturen, säger Martin Andersson, biträdande professor i materialkemi på Chalmers.

Strängar av polymeriserad flytande kristall fungerar som strängar av kollagen i kroppen. Det amorfa kalciumfosfatet (grått) tränger in mellan strängarna och börjar kristalliseras, vilket skapar en artificiell benliknande sammansättning.

Med additiv tillverkning har de kunna härma hur ett ben byggs upp, eftersom materialet har liknande egenskaper. Den minsta beståndsdelen av skelettet består av proteinet kollagen. För att bygga upp skelettet skickar kroppen sfäriska partiklar, så kallade vesikler med kalciumfosfat inuti. Dessa vesikler utsöndrar kalciumfosfatet som ansamlas i utrymmet mellan kollagensträngarna. Här påbörjas kalciumfosfatets förändring från att vara en ostrukturerad lös massa till att forma sig i ett spikrakt rutmönster med benets karaktäristiska egenskaper, som oerhörd motståndskraft mot stötar och böjningar. Så beskriver forskarna hur ett ben skapas i ett pressmeddelande.

Antiope Lotsari, forskare i Martin Anderssons grupp, som genomförde elektronmikroskopexperimenten.

– I elektronmikroskopet kunde vi steg för steg följa hur materialet byggde om sig självt till en mer ordnad struktur, för att hamna i ett totalt sett mindre energikrävande – och därmed mer stabilt – läge, säger Antiope Lotsari, forskare.

Forskarna är de första som kan visa hur processen ser ut på en atomnivå, och kunskapen kan komma att påverka hur vi behandlar skelettsjukdomar.

– Våra resultat kan få betydelse för bland annat behandling av benskörhet, vilket är väldigt vanligt, framför allt bland äldre kvinnor. Benskörhet handlar om att det blir en obalans i samspelet mellan hur ben bryts ned och återbildas, något som sker naturligt i kroppen, säger Martin Andersson.

Publicerat av: 

Dela artikeln

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *

Denna webbplats använder Akismet för att minska skräppost. Lär dig hur din kommentardata bearbetas.


Anatomic Studios prisas med Årets Språngbräda – väntas ha en stabil tillväxt

Den svenska designstudion Anatomic Studios, som 3d-printar skal för benproteser, prisades nyligen med Årets Språngbräda av organisationen Connect Sverige. – Priset betyder mycket för oss, säger Emelie Strömshed, designer på Anatomic Studios.

Publicerat av: 

Protech installerar metallskrivare

Protech som nyligen släppte nyheten om att de lägger till Xact Metal i sin produktportfölj har nu installerat en 3d-skrivare för metall från varumärket, i modellen XM200C, på sitt kundcenter i Järfälla.

Publicerat av: 

Strondl: ”Potentialen är betydligt större”

I dag står Sverige för 25 procent av den globala marknaden för metallpulver som används för additiv tillverkning. Men endast få delar är i produktion hittills och potentialen är betydligt större, menar Annika Strondl från forskningsinstitutet Swerim.

Publicerat av: 

Hp öppnar utvecklingscenter

Tre fotbollsplaner. Så stort är Hp:s nya utvecklingscenter för additiv tillverkning. Här ska bland annat deras senaste satsning på 3d-skrivare för industrin få frodas.

Publicerat av: 

Ikea satsar vidare på 3d-print

Inför Ikeas event Democratic Design Days, presenterade företaget sin syn på hållbarhet. På listan fanns bland annat 3d-print som en punkt. Nyligen släppte de även nyheten om tre nya additivt tillverkade produkter…

Publicerat av: 

Artec 3D utökar med ny programvara

Artec 3D släpper en uppgradering av sitt 3d-skanningsprogram Studio 13. Det nya programmet kommer med en rad nya funktioner som ska förbättra databearbetning för användaren.

Publicerat av: 

Tryckmässa tar grepp om additiv tillverkning

Tryckmässan Drupa i Düsseldorf den 16–26 juni 2020, får ett speciellt konferensprogram om additiv tillverkning. – Additiv design och tillverkning skapar kreativitet inom flera industrier, säger Rainer Gebhardt, projektledare på VDMA Additive Manufacturing Association.

Publicerat av: 

Desktop Metal och Indo-MIM växlar upp

Desktop Metal ingår partnerskap med indiska Indo-MIM. Enligt Desktop Metals vd och medgrundare Ric Fulop, kommer samarbetet ge deras kunder möjlighet att gå från prototyper till fullskalig produktion av metalldelar.

Publicerat av: