Zeitschrift für Physikalische Chemie und Biophysik
Offener Zugang

Abstrakt

Nanomorphologie von Knorpel in hydratisiertem und dehydriertem Zustand durch Rasterkraftmikroskopie enthüllt

Peizhi Zhu und Ming Fang

In dieser Studie wurde die Rasterkraftmikroskopie (AFM) verwendet, um Strukturunterschiede im Nanomaßstab in den Oberflächen- und Zwischenschichten von Rinderknorpel unter dehydrierten und hydratisierten Bedingungen zu untersuchen. Die Nanostruktur des Knorpels wurde quantitativ anhand des D-periodischen Abstands der Kollagenfibrillen, des Fibrillendurchmessers und der Oberflächenrauheit beschrieben. Die Verteilung der Kollagenfasern im Knorpel war im dehydrierten Zustand inhomogen, im hydratisierten Zustand jedoch homogener. AFM-Bilder zeigten, dass der Knorpel im dehydrierten Zustand eine größere Rauheit aufweist als im hydratisierten Zustand. Diese Studie weist darauf hin, dass Wasser ein wichtiger Faktor bei der Aufrechterhaltung der Struktur der extrazellulären Matrix des Knorpels ist. Der Wasserverlust kann direkt zu einer raueren Struktur sowohl an der Oberfläche als auch in der Masse des Gelenkknorpels führen. Die morphologische Veränderung der Hydratations-Dehydratationsprozesse im Knorpel ist reversibel.