Logo
Cover

Наблюдая за особенностями внутренней структуры кости, ученые проследили, как и почему кости становятся хрупкими. Новый взгляд на проблему поможет не только в медицине, но и в создании новых прочных и легких материалов аэрокосмической промышленности.

Изучая природу остеопороза, ученые из Корнельского университета анализировали рентгеновские снимки. Плотность кости является ключевым фактором прочности ткани, и теперь ученые обнаружили, что именно структура кости защищает ее от длительного износа.

Архитектура костной ткани состоит из вертикальных пластинчатых структур, которые определяют ее прочность при перегрузке. Также существуют горизонтальные стержневидные структуры, которые ранее ученые не связывали со значительным влиянием на прочность. Глубокий анализ образца кости доказал, что это не так: именно горизонтальные структуры имели решающее значение для сохранения прочности кости при длительном износе.

Если загрузить кость один раз, то нагрузка будет падать на вертикальные «распорки», однако длительные цикличные воздействия на костную ткань компенсируются именно горизонтальными структурами, объяснили авторы.

«С возрастом человек в первую очередь лишается именно горизонтальных структур, что увеличивает вероятность перелома от многочисленных циклических нагрузок», — прокомментировал автор исследования Кристофер Эрнандес.

Ученые смоделировали костную ткань из полимера, варьируя толщину «распорок». И это сделало материал в 100 раз прочнее.

Усиленные благодаря новой структуре решетки могут помочь не только в лечении остеопороза, но и в промышленности, где необходимы сверхлегкие и плотные материалы, уверены авторы. Например, это будет полезно в разработке более прочных и легких крыльев самолета, которые противостоят колоссальным нагрузкам в течение полета.

Недавно ученые разработали аэрогель, который стимулирует рост новой костной ткани после введения в организм. Технология позволить восстанавливаться после переломов за несколько дней.