Открытие исследователей, изданное в выпуске в мае 2017 Биоматериалов, достижения область разработки ткани и, могло привести к созданию искусственно произведенного биоматериала, чтобы заменить кости.Арун Нэр, доцент машиностроения, способствовал проекту, производя вычислительные модели в масштабе миллимикрона. Миллимикрон о ширине двух кремниевых атомов. Моделирования были выполнены в U Арканзасского Вычислительного центра Высокой эффективности А. Чтобы предсказать механические свойства, Нэр полагался на плотность функциональная теория, квант, механический метод моделирования раньше понимал структуру атомов, молекул и других биологических процессов.
«Это исследование предполагает, впервые, что химическая замена, в отсутствие белка или других органических веществ, затрагивает морфологию кристаллита костного минерала», сказал Нэр. «Это кристаллиты размера миллимикрона, но тем не менее, открытие обеспечивает намного лучшее понимание процессов, которые управляют размером и формой частиц, которые составляют кость».Кость состоит из коллагена белка и минерала в форме пластинчатых нанокристаллов. Предыдущее исследование показало, что минеральные кристаллиты играют решающую роль в надлежащей функции кости и физиологии.
Их размер миллимикрона отдает им почти безупречный, который способствует прочности кости. Хотя исследователи знали, что нанокристаллический размер и морфология очень важны для надлежащего механического и физиологического функционирования кости, механизм, который управляет этими свойствами, был неясен.Подражая биохимическим процессам, исследователи синтезировали нанокристаллы апатита с карбонатом. Апатит – группа полезных ископаемых фосфата.
Нанокристаллы показали морфологию, подобную замеченным в натуральном костном минерале. Атомистические модели Нэра нанокристаллов апатита помогли исследовательской группе получить лучшее понимание механических свойств кристаллов апатита.