p Um internacional, equipe de pesquisa multidisciplinar, incluindo um professor de engenharia da Universidade de Arkansas, descobriu um mecanismo que controla a formação e função de nanocristais em forma de placa que desempenham um papel crítico na composição óssea. p A descoberta dos pesquisadores, publicado na edição de maio de 2017 de Biomateriais , avança no campo da engenharia de tecidos e pode levar à criação de um biomaterial produzido sinteticamente para substituir os ossos.

p Arun Nair, professor assistente de engenharia mecânica, contribuiu com o projeto gerando modelos computacionais em escala nanométrica. Um nanômetro tem aproximadamente a largura de dois átomos de silício. As simulações foram realizadas no Arkansas High Performance Computing Center da U of A. Para prever as propriedades mecânicas, Nair se baseou na teoria do funcional da densidade, um método de modelagem mecânica quântica usado para entender a estrutura dos átomos, moléculas e outros processos biológicos.

p "Esta pesquisa sugere, pela primeira vez, que um substituto químico, na ausência de proteínas ou outras substâncias orgânicas, afeta a morfologia do cristalito do mineral ósseo, "Nair disse." Estes são cristalitos de tamanho nanométrico, mas ainda, a descoberta fornece uma compreensão muito melhor dos processos que controlam o tamanho e a forma das partículas que constituem o osso. "

p O osso é composto de colágeno de proteína e mineral na forma de nanocristais em forma de placa. Pesquisas anteriores mostraram que os cristalitos minerais desempenham um papel crítico na função e fisiologia óssea adequada. Seu tamanho nanométrico os torna quase perfeitos, o que contribui para a resistência óssea. Embora os pesquisadores saibam que o tamanho e a morfologia dos nanocristais são essenciais para o funcionamento mecânico e fisiológico adequado do osso, o mecanismo que controla essas propriedades não está claro.

p Imitando processos bioquímicos, os pesquisadores sintetizaram nanocristais de apatita com carbonato. A apatita é um grupo de minerais fosfatados. Os nanocristais exibiram morfologias semelhantes às observadas no mineral ósseo natural. Os modelos atomísticos de Nair dos nanocristais de apatita ajudaram a equipe de pesquisa a obter uma melhor compreensão das propriedades mecânicas dos cristais de apatita.