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.


Kopieringsjätte tar sig an 3d-utskrift

Företaget Xerox, tillverkare av kopieringsmaskiner, köper upp 3d-skrivarföretaget Vader Systems. Planen är att under de kommande tre åren få en allt större del av den omsättning som tillverkningsindustrin står för i dag. 

Publicerat av: 

Så kan svenska satsningar nå nya höjder

Alfred Nobel Science Park beviljas 3,7 miljoner kronor för att driva projektet ACES, Additive Coordination in East Central Sweden. Målet är att knyta samman de olika satsningarna inom additiv tillverkning. – Alla satsningar, var och en för sig, är för små för att kunna konkurrera internationellt, säger Mikael Melitshenko från Alfred Nobel Science Park. 

Publicerat av: 

Hybridskrivare kan bana väg för byggindustrin

EU-finansierat projekt presenterar en hybridskrivare för flyg- och byggindustrin. – Att minska kostnaderna, förbättra effektiviteten och produktionsflexibiliteten är kärnan för att förbättra Europas industriella konkurrenskraft, skriver projektpartnern Autodesk i ett pressmeddelande. 

Publicerat av: 

Så ska de stoppa vapenfiler på nätet

Nu tar den ideella organisationen Non-Violence ställning mot nedladdningsbara filer av vapen som kan tillverkas med en 3d-skrivare. En student vid Xenter fick uppdraget att bidra med CAD-fil av modernt konstverk.  

Publicerat av: 

Carbon utvidgar produktportföljen

Carbon lanserar sin nya 3d-skrivare L1 genom att sätta en 3d-utskriven amerikansk fotbollshjälm i fokus. Den nya skrivaren kan tillverka fem gånger så stora objekt som Carbons tidigare 3d-skrivare.

Publicerat av: 

Fräsen står stark i dentalbranschen

När 3d-printing i dess additiva form har blivit något av en ”hype”, är det lätt att tro att den subtraktiva metoden hamnar i skymundan. Claus Larsen, nordisk försäljningschef på Roland DG, ser å andra sidan ett växande intresse för fräsmaskiner inom ett antal områden.

Publicerat av: 

Nu slipper vakterna bränna sina öron

Efter femhundra år av brända öron på grund av sommarvärmen, och vikten av två kilo tunga metallhjälmar som vilar på huvudet, står Vatikanens schweizergarde nu inför ljusare tider tack vare nya 3d-utskrivna hjälmar.

Publicerat av: 

CELLINK beviljas miljonbelopp

Den svenska bioskrivartillverkaren Cellink har tillsammans med sin partner ACTA, Academisch Centrum Tandheelkunde Amsterdam, beviljats 10 miljoner kronor för Eu-projektet FUNC. 

Publicerat av: 

Tractus3D släpper ny PEEK-printer

Tractus3D lanserar en ny 3d-skrivare för PEEK-material. – T850P är perfekt för att producera starka och lätta föremål som tillverkats med PEEK, säger Maurits Blok, kommersiell chef på Tractus3D.

Publicerat av: 

SJ använder 3d-print för reservdelar

Nu kan du spana in 3d-printade prylar på SJs tåg. Företaget satsar nämligen stort på att tillverka reservdelar genom tekniken. – Vi kommer successivt att tillverka allt fler reservdelar med hjälp av 3d-printing, säger Anders Gustafsson, chef för stora projekt på SJs division Fordon.

Publicerat av: