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髋部骨折的风险与纳米级骨不柔性有关

由伦敦帝国理工学院领导的研究发现,骨骼纳米结构的柔韧性和密度是评估某人骨折可能性的重要因素。

今天发表在《科学报告》上的研究结果表明,医生在决定如何预防骨骼断裂时不仅应关注骨骼密度,还应关注骨骼的柔韧性。

临床医生使用DEXA扫描来评估骨折的可能性,该扫描会检查骨骼的多孔性或致密性。DEXA扫描可检测出骨质疏松症(导致骨骼衰弱的状况)中的骨骼无力,并告知治疗方法,例如开药双膦酸盐处方,以帮助预防这些人的骨折。

但是,有些人的骨骼在DEXA扫描中看起来很健康,因此比其他人更容易骨折。为了找出原因,研究人员研究了骨骼的组成部分:围绕柔性胶原蛋白原纤维的坚硬矿物质,这些矿物质使我们的骨骼在旅途中和跌倒时抵抗骨折。

他们使用了英国国家同步加速器Diamond Light Source产生的高能量高强度X射线束,研究了纳米级的骨骼柔韧性。他们能够评估骨骼中的胶原蛋白和矿物质如何弯曲,然后在髋骨样品纳米结构的载荷作用下破裂。

他们比较了三组供体在负载下骨组织样品的行为:未经历髋部骨折或其他任何骨折的供体;没有双膦酸盐治疗史且髋部骨折的患者;以及有双膦酸盐治疗史且髋部骨折的患者。

研究小组发现,没有骨折的捐献者比有骨折的捐献者更有可能具有弹性的胶原蛋白和矿物质纳米结构。

无论使用双膦酸盐治疗如何,骨折患者的胶原蛋白和矿物质在负荷作用下均较不柔软,这意味着矿物质以较低的力从胶原蛋白上脱离。

研究人员说,骨骼可能已经破裂,因为组织太不弯曲,在撞击或跌落时无法变形以吸收能量-这凸显了胶原蛋白和骨骼矿物质中柔韧性的重要性。

因此,纳米级的柔韧性对于预测未来的骨折和新治疗的目标很重要-这一发现可以为将来的骨折预防治疗提供依据。

研究的合著者,帝国理工学院机械工程系的Ulrich Hansen博士说:“我们倾向于将骨骼视为坚固的硬支撑结构,但柔韧性似乎对骨骼健康极为重要。如果骨骼太硬,它们就会吸收冲击的能力较弱,更容易断裂。我们的研究表明,在预防骨折方面,柔韧性与密度同样重要。”

骨质疏松链接

年龄相关的髋部骨折的主要危险因素之一是骨质疏松症,这种疾病的骨密度丢失,患者容易骨折。通常,旧的骨组织被分解并被新的组织代替。骨质疏松症发生在骨头破裂超过其替代物时。

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