Achilleuse kõõluse superliim

Spetsiaalne koekiht hoiab keha kõige kuulsamat kõõlust kindlalt luuni

Teadlased avastasid Achilleuse kõõluse ja luu vahel uue koekihi. © TLÜ München
ettelugemist

Ta kannab tohutuid koormusi ega ole nimetamisallikana legendaarset kangelast: Achilleuse kõõlust. Mis muudab nad nii stabiilseks, on uurijad nüüd välja selgitanud. Nad avastasid ülimalt õhukestest proteiinikiududest väga funktsionaalse kudede kihi, mis hoiab kõõlust luu külge nagu superliim - nii hea, et see rebeneb rohkem, kui see vabastab ta kanna luust.

Achilleuse kõõlus ühendab kanna luu ja vasika lihaseid ning talub tohutult pingeid. Kreeka kangelase Achilleuse järgi, kelle ainus haavatav keha on tema kand, kannab ta legendaarseid asju ja talub tüvesid, mis võivad kehakaalust kümnekordselt ületada. Umbes 8000 korda aastas annab aga järele isegi tugev Achilleuse kõõlus Saksamaal - ega lahustu luuga ristmikul, vaid pisarad.

Miks Achilleuse kõõlus pigem kannaosa kaotamise asemel rebeneb, on nüüd uurinud Müncheni Tehnikaülikooli (TUM) arstide, füüsikute, keemikute ja inseneriteaduste interdistsiplinaarne meeskond. Selle eesmärgi saavutamiseks ühendasid teadlased lahku lõigatud sea kõõluse ja kõõluse digitaalsed mikroskoobi kujutised digitaalselt, et lähemalt uurida piirkonda, kus kõõlus ja luu on kokku kasvanud.

Üleminekuala kõõluse ja luu vahel

Nad sattusid õhukeste valkude üleminekutsooni. Need on kindlalt luu pragunenud pinnale kinnitatud ja mehaaniliselt eriti vastupidavad, nagu selgitab TUMi Andreas Bausch.

"Et kõõlused kinnituvad otse luukoesse, oli see seni ka oletus. Tegelikult on olemas üleminekupiirkond. Siin lõheneb kõõluste kude kümneteks peeneteks kiududeks, millel on väga iseloomulik biokeemiline koostis, "kirjeldab Bausch avastust. kuva

Kiud muutuvad aktiivseks "vastavalt vajadusele"

Järgmisena kasutasid teadlased fluorestsentsi antikehi, et suunata spetsiifilisi valke ja saada üksikasjalikku teavet peene kiu struktuurist üleminekul kõõlustest luudesse. "Nii saime visualiseerida peente lõimitud kiudude struktuuri, " ütleb Bausch.

Stressitestides, milles kõõlust filmiti "tegevuses", leiti veel üks eripära: erinevad kiud on aktiivsed sõltuvalt pinge suunast ja stabiliseerivad kontakti luuga. See toimib nii hästi, et ülepingestamise korral kipub kõõlus ennast rebenema, selle asemel et kaotada haaret kanna luu küljes.

Võimalikud rakendused meditsiinis ja materjaliteaduses

Tulemused valgustasid luu ja kõõluse vahelisse piirkihti uut valgust. "Meie tulemused võimaldavad meil esimest korda mõista biokeemilisi ja biomehaanilisi protsesse luu ja kõõluse kontakttsoonis, mis annavad meie lihaskonnale tohutu stabiilsuse, " ütleb Bausch.

Uued teadmised Achilleuse kõõluse kinnipidamisest luul võivad olla olulised mitte ainult meditsiinis, näiteks implantaatide kinnitamisel kirurgias, vaid ka tahkete tugede uuenduslikul ühendamisel. ja pehmed materjalid materjalide uurimisel.

(Loodusmaterjalid, 2017; doi: 10.1038 / NMAT4863)

(TLÜ München, 01.03.2017 - CLU)