Onderzoekers van het Department of Physics van King's College London hebben ontdekt dat collageenfibrillen een aanzienlijk hogere belasting kunnen weerstaan ​​dan eerder werd gedacht, het verbreden van ons begrip van weefselmechanica.

Collageenfibrillen zijn microscopisch kleine "touwen" die menselijk en dierlijk weefsel bij elkaar houden, zonder welke weefsels zoals huid en pezen uit elkaar zouden vallen, en bot zou extreem broos worden. Tot nu, collageenfibrillen werden gezien als bijna onrekbaar, gedraagt ​​zich meer als staalkabels dan als bungee-touwen.

Met behulp van een nieuwe methode waarbij fibrillen worden afgezet op een flexibele folie en vervolgens worden onderzocht door Atomic Force Microscopy, doctoraat student Emilie Gachon ontdekte dat collageenfibrillen gemakkelijk tot 25% kunnen worden getrokken zonder te breken of, inderdaad, enig teken van schade vertoont. Ze merkte ook op dat fibrillen stijver worden wanneer ze voor het eerst worden getrokken, maar dan weer zachter wanneer verder getrokken. Dit eigenaardige mechanische gedrag kan worden verklaard door de interne structuur van de fibrillen, die vergelijkbaar is met die in rubberachtige materialen.

Dr. Patrick Mesquida, hoofdonderzoeker, merkte op:"Begrijpen wat mechanisch gedrag regelt, is belangrijk omdat we weten dat het waarschijnlijk zal veranderen tijdens ziekte of veroudering. Omdat weefselcellen afhankelijk zijn van collageen om op een bepaalde manier te werken, eventuele mechanische veranderingen kunnen de cellen verder beschadigen, leiden tot storingen zoals slechte wondgenezing en verhoogde verspreiding van kanker. Bijgevolg, verder onderzoek zal zich richten op wat er gebeurt als de fibrillen vele malen worden gespannen en losgelaten, wat dichter bij wat er van nature gebeurt in menselijk of dierlijk weefsel."

Over de impact van dit onderzoek op toekomstige ontwikkelingen in het veld, Emilie merkte verder op:"Collageen wordt steeds vaker gebruikt door weefselingenieurs als een scaffold voor cellen in de hoop op een dag weefsel buiten het menselijk lichaam te kunnen laten groeien. De eigenschappen die in ons werk aan het licht zijn gekomen, kunnen ingenieurs helpen om de eigenschappen van deze steigers om specifiek cellulair gedrag te bevorderen. we weten dat collageenfibrillen sterk verknoopt zijn bij sommige ziekten zoals diabetes. Onze gegevens laten zien dat abnormale niveaus van verknoping resulteren in verschillend mechanisch gedrag van collageenfibrillen. Het volgen van de mechanica van collageenfibrillen om abnormale hoeveelheden verknoping te detecteren, zou een manier kunnen zijn om diabetes in een vroeg stadium op te sporen."