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.


Fler ska utbildas inom 3d-printing

Additiv tillverkning – högskoleingenjör maskinteknik. Så ska Mittuniversitetets nya utbildning heta. – Vår nya utbildning är eftertraktad av branschen, säger Lars-Erik Rännar, docent i maskinteknik, på Mittuniversitetet.

Publicerat av: 

De satsar på programvara

PLM Group, återförsäljare av HP, 3D Systems och Markforged på den nordiska marknaden, satsar nu på programvara. Därför ingår de ett partnerskap med den belgiska utvecklaren Materialise.

Publicerat av: 

Postnord köper 3d-skrivare från HP

Postnord stärker sin 3d-printverksamhet med en ny 3d-skrivare från HP. – Med den här tekniken kan vi effektivisera hela leverantörskedjan och kapa hela steg i distributionen, säger Tomas Lundström, Head of 3D på PostNord Strålfors.

Publicerat av: 

Mindre plast – fler brädor

Ett franskt företag vid namn Hexa Surfboard har satsat helhjärtat på att designa och 3d-printa miljövänliga surfbrädor. Målet är att minska plasten i haven.

Publicerat av: 

Raplas vd: ”Många försöker hitta en lösning på problem som inte finns”

3d-skrivartillverkaren Raplas växer sig starkare på marknaden och säljer allt fler 3d-skrivare i bland annat Nordeuropa. 3dp har träffat Raplas grundare för att prata mer om hur företaget startades och hur det har utvecklats sedan dess.

Publicerat av: 

Det ska hjälpa patienter att andas

3d-printade patientspecifika stentar godkänns av US Food and Drug Administration (FDA). – Andning är något som många tar för givet, men för många av dessa patienter kan varje andetag vara en kamp, säger doktor Tom Gildea vid Cleveland Clinic som står bakom innovationen. 

Publicerat av: 

Trender inom 3d-printing 2020

HP släpper en rapport med vad de förutspår kommer bli 8 nyckeltrender för år 2020 inom 3d-printing. På listan finns bland annat automatiserade flöden, spårbara delar, fler studenter och växande marknad för skor, glasögon och dental.

Publicerat av: 

Snart kan du äta 3d-printad fisk till middag

Tidningen The San Diego Union-Tribune rapporterade nyligen om att Foodtechföretaget BlueNalu i San Diego, USA, med hjälp av cellvävnad har lyckats 3d-printa labbodlad fisk. Något som kan finnas på marknaden inom två år.

Publicerat av: 

3d-världen sörjer SLS-pionjär

3d-printingsamhället sörjer bortgången av Carl Robert Deckard, uppfinnaren av tekniken Selektiv laser sintring. Han var en pionjär inom additiv tillverkning och ägde hela 27 patent.

Publicerat av: 

EOS: ”Intresset för 3d-printing med polymerer ökar”

Additiv tillverkning med olika plastmaterial blir alltmer populärt i serieproduktion, skriver EOS i ett pressmeddelande. Enligt företaget är drivkraften bakom ökningen möjligheten att gång på gång kunna tillverka högkvalitativa delar.

Publicerat av: