Super ljepilo Ahilove tetive

Poseban sloj tkiva drži najpoznatiju tetivu tijela čvrsto do kosti

Istraživači su otkrili novi sloj tkiva između Ahilove tetive i kosti. © TU München
čitati naglas

Ona nosi ogromna opterećenja i nije uzalud legendarni junak kao izvor imena: Ahilova tetiva. Istraživači su sada otkrili zbog čega su tako stabilni. Otkrili su visoko funkcionalan sloj tkiva izuzetno tankih proteinskih vlakana koji drži tetivu do kosti poput super ljepila - toliko dobro da se suši više nego što se oslobađa iz pete kosti.

Ahilova tetiva povezuje pete kosti i tele i podnosi ogromne napone. Ime je dobila po grčkom heroju Ahilu, za čije je jedino ranjivo tijelo rečeno da peta, ona radi legendarne stvari i podnosi naprezanje koji može doseći deset puta veću tjelesnu težinu. Međutim, oko 8.000 puta godišnje čak i snažna Ahilova tetiva u Njemačkoj popušta - i ne rastvara se na mjestu spajanja s kostiju, već suzama.

Zašto se Ahilova tetiva suza umjesto da gubi na petnoj kosti, sada je istražio interdisciplinarni tim liječnika, fizičara, kemičara i inženjera tehničke znanosti s Tehničkog sveučilišta u Münchenu (TUM). U tu svrhu, istraživači su digitalno kombinirali pojedinačne mikroskopske slike secirane tetive svinje s tetivom kako bi bolje pogledali područje na kojem su tetiva i kost narastali.

Prelazna zona između tetive i kosti

Naišli su na prijelaznu zonu tankih proteina. One su čvrsto usidrene u ispupčenu površinu kosti i mehanički su izuzetno elastične, kao što objašnjava Andreas Bausch iz TUM-a.

"Da se tetive pričvršćuju izravno na kost, to je bila dosadašnja pretpostavka. Zapravo postoji prijelazno područje. Ovdje se tkivo tetive spaja na desetine finih vlakana s vrlo karakterističnim biokemijskim sastavom ", Bausch opisuje otkriće. prikaz

Vlakna postaju aktivna "prema potrebi"

Zatim su znanstvenici koristili fluorescentna antitijela da bi ciljali specifične proteine ​​i stekli detaljni uvid u strukturu finih vlakana na prijelazu iz tetive u kost. "Na ovaj smo način uspjeli vizualizirati strukturu fino isprepletenih vlakana", kaže Bausch.

U testovima stresa u kojima je tetiva snimljena "u akciji", pronađena je još jedna posebnost: različita vlakna djeluju ovisno o smjeru stresa i stabiliziraju kontakt s kostiju. To djeluje tako dobro da prilikom prenaprezanja tetiva ima tendenciju puknuti, umjesto da izgubi svoj zahvat na petnoj kosti.

Moguće primjene u medicini i znanosti o materijalima

Rezultati su bacili novu svjetlost na granični sloj između kosti i tetive. "Naši rezultati omogućuju nam da prvi put razumijemo biokemijske i biomehaničke procese u dodirnoj zoni kosti i tetive, koji našem mišićno-koštanom sustavu daju ogromnu stabilnost", kaže Bausch.

Nova saznanja o zadržavanju Ahilove tetive na kosti mogla bi biti važna ne samo u medicini, na primjer, kod ponovnog postavljanja implantata u kirurgiju, već i za inovativnu povezanost čvrstih i mekanih materijala u istraživanju materijala.

(Prirodni materijali, 2017; doi: 10.1038 / NMAT4863)

(TU München, 01.03.2017. - CLU)