Doorbraak in onderzoek hydroxyapatietvorming

“Tot op heden begrijpen we deze processen nog niet goed, in het bijzonder de vroege fases waarin moleculen in structuren worden geschikt,” zegt coauteur professor Reza Shahbazian-Yassar, van de afdeling Mechanical and Industrial Engineering, in een persbericht.

De onderzoekers hebben in het experiment hoge-resolutie, real-time beelden van het mineralisatieproces vastgelegd in een kunstmatig speekselmodel. Met behulp van een micro-apparaat werd het gebruik van een elektronenmicroscoop mogelijk gemaakt. Zo konden de minuscule chemische reacties in het model worden waargenomen.

Ze merkten op dat zowel directe en indirecte vorming van hydroxyapatiet plaats kan vinden door lokale variaties in energieke pathways voor nucleatie en groei. “De controle over de ontbinding van amorf calciumfosfaat beïnvloedt de samenstelling van hydroxyapatietkristallen tot grotere aggregaten,” zegt Shahbazian-Yassar. Het gelijktijdige bestaan van deze processen verklaart waarom verschillende onderzoeksgroepen andere of tegenovergestelde resultaten hebben gerapporteerd, vervolgt hij.

Daarnaast snappen de onderzoekers nu hoe nucleatie en groei van hydroxyapatiet op amorfe calciumfosfaatsubstraten kan plaatsvinden. Shahbazian-Yassar reageert: “Door een beter begrip van deze pathways zijn wetenschappers één stap dichterbij het behandelen van tand- of botletsel of het voorkomen van hydroxyapatiet-gerelateerde medische aandoeningen.”

Volgens Shahbazian-Yassar willen de onderzoekers hierna testen hoe moleculaire modificatoren het proces van biomineralisatie kunnen beïnvloeden. Dit is cruciaal voor het ontwikkelen van effectieve medicijnen.

Het onderzoek, genaamd “Revealing nanoscale mineralization pathways of hydroxyapatite using in situ liquid cell transmission electron microscopy,” is op 18 november 2020 gepubliceerd  in Science Advances.

 

Tags: