Nanocrystal Compressive Residual Stresses: A Strategy to Strengthen the Bony Spines of Osteocytic and Anosteocytic Fish

骨细胞 材料科学 磷灰石 多孔性 骨矿物 生物物理学 斑马鱼 纳米晶 生物医学工程 纳米技术 矿物学 复合材料 化学 骨质疏松症 成骨细胞 生物 生物化学 内分泌学 基因 体外 医学
作者
Andreia Silveira,Anton Davydok,Christina Krywka,Mario Scheel,Timm Weitkamp,Claudia Fleck,Ron Shahar,Paul Zaslansky
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
被引量:3
标识
DOI:10.1002/advs.202410617
摘要

Abstract Bone is a living tissue in which communicating cells, osteocytes, are assumed to be vital for tissue turnover and adaptation. Interestingly however, most advanced teleost fish do not possess osteocyte‐mediated porosity, prompting intriguing questions about alternative material‐strategies for these bones to cope with damage. Using advanced imaging techniques, including phase‐contrast enhanced (PCE) microtomography (µCT) and nanotomography (nanoCT), X‐ray fluorescence (XRF), and diffraction (XRD) tomography, the micro‐ and nano‐architectures of osteocytic zebrafish are compared with anosteocytic medaka fishbone. PCE µCT and Zernike phase‐contrast nanoCT showed a lack of porosity in medaka bone and 0.75 – 2.26% osteocytic porosity in zebrafish. Both fish species have similar mineralized collagen fibril arrangements containing calcium (Ca) and traces of strontium (Sr) with increased zinc (Zn) localized on the outer bone regions. Medaka bones exhibit reduced apatite nanocrystal lattice spacings on the outer surfaces. Indeed we find higher compressive residual strains (‐0.100 ± 0.02) compared to zebrafish (‐0.071 ± 0.03). We propose that medaka bone evolved to replace the mechanosensitive osteocytic network by entrapping protective residual strains between collagen nanofibers and mineral crystals. These strains may enhance fracture toughness while making this nanocomposite well‐suited for sustaining repeated loading cycles, thus reducing the metabolic costs associated with housing a large network of cells.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
影子完成签到,获得积分10
刚刚
种棵糖葫芦树完成签到,获得积分10
1秒前
wxy2011完成签到 ,获得积分10
2秒前
小明完成签到,获得积分10
3秒前
才_浅完成签到 ,获得积分10
3秒前
愚者完成签到,获得积分10
3秒前
兰瓜瓜完成签到,获得积分10
4秒前
浅池星完成签到 ,获得积分10
5秒前
ww完成签到 ,获得积分10
5秒前
幸福完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
隐形曼青应助王晨宇采纳,获得10
5秒前
gzy完成签到,获得积分10
6秒前
迷路的天亦完成签到,获得积分10
6秒前
8秒前
彩色芝麻完成签到,获得积分10
8秒前
橙子完成签到 ,获得积分10
8秒前
ChrisYang完成签到,获得积分10
9秒前
hux完成签到,获得积分10
10秒前
达达完成签到,获得积分10
10秒前
开心祯祯完成签到,获得积分10
10秒前
Pises发布了新的文献求助10
11秒前
xxxksk完成签到 ,获得积分0
12秒前
12秒前
13秒前
哈皮小子完成签到,获得积分10
13秒前
小城故事完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
zph14204完成签到,获得积分10
14秒前
Danielle_zx完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
wushengdeyu完成签到 ,获得积分10
15秒前
暴躁咩完成签到,获得积分10
15秒前
橙汁完成签到 ,获得积分0
15秒前
GTR的我完成签到 ,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
小文完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
17秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
CLSI M07 2024 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7247843
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8870803
关于积分的说明 18712972
捐赠科研通 6926695
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3198061
关于科研通互助平台的介绍 2373825
邀请新用户注册赠送积分活动 2172920