Механизм жесткости и прочности кости в норме и при старении организма. Наноуровневая модель

Abstract

Цель: разработать концепцию наноуровневой модели механизма, определяющего, с одной стороны, жесткость и прочность кости на макроуровне, а с другой − увеличение хрупкости внеклеточного матрикса при старении. В основу теории положено представление о том, что каждый кристаллит жѐстко связан со структурированной водой, обеспечивающей их соединение между собой. Предложенная трехфазная модель элементарного локуса костной ткани на наноуровне удовлетворительно описывает связь между модулем упругости гидроксиапатита и модулем упругости костной ткани на макроуровне. Модель обеспечивает понимание причин разрушения костной ткани на молекулярном уровне путѐм среза по гидратному слою. Рассматриваемая теория объясняет необходимость существования винтовых (спиральных) структур в костях оптимизацией функционирования конвекционного механизма движения жидкости в канальцевой системе и дает теоретические предпосылки создания новых конструкционных материалов с особенностями строения на наноуровне, например, искусственной кости.