Schweizer Forschung zeigt Bedeutung der Nanostruktur von Knochen
Die Stabilität von Oberschenkelhalsknochen hängt nicht nur von der Knochendichte, sondern auch von der inneren Nanostruktur ab. Das haben Forschende des Paul Scherrer Instituts mit einem neuen Röntgenverfahren herausgefunden.
Die sogenannte Nanostruktur – die Orientierung der Kollagenfasern, aus denen Knochen bestehen – könnte für die Stabilität von Bedeutung sein, teilte das Paul Scherrer Institut (PSI) am Donnerstag mit. Die Forschenden untersuchten Proben von 78 Oberschenkelhalsknochen.
An der Oberseite des Knochens, wo Brüche häufig auftreten, seien die Kollagenfasern unregelmässiger angeordnet als an der stabileren Unterseite. Diese ungeordnete Struktur mache den Knochen weniger flexibel. Auch die Mineralplättchen zwischen den Fasern wiesen dort eine weniger regelmässige Form auf. Mineralplättchen liegen zwischen Kollagenfasern und stabilisieren diese.
Die Forschungsergebnisse wurden im Fachjournal «Advanced Materials» veröffentlicht. Sie zeigen laut der Mitteilung auf, dass bei einem Oberschenkelhalsbruch nicht zwingend ein Zusammenhang mit der altersbedingt abnehmenden Knochendichte besteht. Wenn sich Menschen durch einen Sturz die Hüfte brechen, dann sehr häufig am Oberschenkelhals.
Für die Analyse nutzte das Team um Projektleiterin Marianne Liebi ein neues Bildgebungsverfahren. Dieses kombiniert Röntgenaufnahmen mit 3D-Tomografie, also die Aufnahme aus verschiedenen Blickwinkeln, und macht die Nanostruktur sichtbar. Die Messungen fanden an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz (SLS) am PSI sowie an einer Anlage in Schweden statt.
In weiteren Studien wollen die Forschenden nun mit Belastungstests prüfen, ob die unregelmässige Struktur tatsächlich die Bruchgefahr erhöht. Dadurch lasse sich möglicherweise auch sagen, inwiefern solche Änderungen der Nanostruktur ebenfalls mit dem Alter zusammenhängen. Das kürzlich erfolgte Upgrade der SLS soll künftig detailliertere und schnellere 3D-Analysen ermöglichen.
