Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf der Spur des Knochenminerals

15.11.2010
Calciumphosphat ist im Skelett eines der wertvollsten Mate­rialien: Als Hauptbestandteil von Zähnen und Knochen sorgt es für Härte und Stabilität.

Bei Arteriosklerose jedoch ist die Ablagerung der kristallinen ionischen Verbindung aus Kalk, Phosphor und Sauerstoff ein ebenso gewichtiger wie verhängnisvoller Faktor.

Wissenschaftlich ist noch nicht vollständig geklärt, wie sich dieses Mineral im Körper bildet. Beobachtungen dazu gelangen einer niederländisch-deutschen Forschergruppe in einem Modellsystem, das eine Körperflüssigkeit simuliert.

An den Arbeiten war Dr. Julia Will, Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Glas und Keramik) der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg beteiligt. Das Fachmagazin Nature Materials stellte das Ergebnis am 14. November 2010 als Advance online publication auf seiner Website vor1).

Bereits zuvor wurde davon ausgegangen, dass Calciumphosphat zunächst eine Vorstufe durchläuft, gekennzeichnet durch eine ungeordnete Struktur, die der Mineralisierung vorangeht (amorphes Calciumphosphat, ACP). Das in Nature Materials veröffentlichte Paper visualisiert zum ersten Mal die Bildung von Calciumphosphat aus einem Serum. Ein Monolayer — eine Schicht von der Dicke eines einzigen Moleküls — fungierte dabei als Andockstelle für die Kristallisation.

Sichtbar wurde der Prozess durch den Einsatz eines höchstauflösenden Mikroskops für die direkte Abbildung von Objekten mittels Elektronenstrahlen (Transmissionselektronenmikroskopie, TEM). Zu diesem Zweck wurden die Proben in verschiedenen Stadien einer Cryo-Fixierung unterzogen, d. h. in flüssigem Ethan schockgefroren (Cryo TEM).

Die Mineralisation von Calciumphophat im Modell der simulierten Körperflüssigkeit verlief über mehrere Stufen. Aus Ionen im Serum bildeten sich erst Cluster, frei bewegliche Ansammlungen im Nanomass­stab. Danach entstand ACP, das sich in immer stärkerer Dichte am Monolayer anlagerte. Schließlich waren orientierte, im typischen Gitter ausgerichtete Apatit-Kristalle festzustellen, die Endphase des Calciumphophat-Minerals.

Der Arbeitsgruppe gehörten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Technischen Universität Eindhoven (Niederlande) und der Friedrich-Schiller-Universität Jena an. Die Arbeit entstand innerhalb des umfangreichen EU-Verbundprojektes „TEM-Plant“ unter der Projektkoordinatorin Dr. Anna Tampieri, Istituto di scienza e tecnologia dei materiali ceramici (ISTEC), Italien (NMP4-CT-2006-033277).

1) Nature Materials, 14. 10. 2010: Nico A. J. M. Sommerdijk et al., Cryo-TEM yields a comprehensive model for the surface induced crystallization of calcium phosphate, http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat2900.html

Die Universität Erlangen-Nürnberg, gegründet 1743, ist mit 27.000 Studierenden, 550 Professorinnen und Professoren sowie 2000 wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die größte Universität in Nordbayern. Schwerpunkte in Forschung und Lehre liegen an den Schnittstellen von Naturwissenschaften, Technik und Medizin in engem Dialog mit Jura und Theologie sowie den Geistes-, Sozial- und Wirtschaftswissenschaften. Seit Mai 2008 trägt die Universität das Siegel „familiengerechte Hochschule“.

Weitere Informationen für die Medien:

Dr. Julia Will
Tel.: 09131/85-25510
julia.will@uni-erlangen.de

Pascale Anja Dannenberg | idw
Weitere Informationen:
http://uni-erlangen.de
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat2900.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Beton - gebaut für die Ewigkeit? Ressourceneinsparung mit Reyclingbeton
19.04.2017 | Hochschule Konstanz

nachricht Gelatine statt Unterarm
19.04.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

1. Es­se­ner Ge­fahr­gut­ta­ge am 19.-20. Sep­tem­ber 2017 mit fach­be­glei­ten­der Aus­stel­lung

24.04.2017 | Seminare Workshops

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE