In Situ Evaluation of Calcium Phosphate Nucleation Kinetics and Pathways during Intra- and Extrafibrillar Mineralization of Collagen Matrices

成核 生物矿化 矿化(土壤科学) 动力学 无定形磷酸钙 化学 小角X射线散射 化学工程 矿化组织 生物物理学 相(物质) 结晶学 材料科学 磷酸盐 散射 复合材料 生物化学 有机化学 物理 工程类 光学 生物 量子力学 氮气 牙本质
作者
Doyoon Kim,Byeongdu Lee,Stavros Thomopoulos,Young‐Shin Jun
出处
期刊:Crystal Growth & Design [American Chemical Society]
卷期号:16 (9): 5359-5366 被引量:31
标识
DOI:10.1021/acs.cgd.6b00864
摘要

We revealed that nucleation sites within collagen fibrils determined pathways for calcium phosphate (CaP) nucleation and its transformation, from amorphous species to crystalline plates, during the biomineralization process. Using in situ small-angle X-ray scattering (SAXS), we examined the nucleation and growth of CaP within collagen matrices and elucidated how a nucleation inhibitor, polyaspartic acid (pAsp), governs mineralization kinetics and pathways at multiple length scales. Mineralization without pAsp led initially to spherical aggregates of CaP in the entire extrafibrillar spaces. With time, the spherical aggregates transformed into plates at the outermost surface of the collagen matrix, preventing intrafibrillar mineralization inside. However, mineralization with pAsp led directly to the formation of intrafibrillar CaP plates with a spatial distribution gradient through the depth of the matrix. The results illuminate mineral nucleation kinetics and real-time nanoparticle distributions within organic matrices in solutions containing body fluid components. Because the macroscale mechanical properties of collagen matrices depend on their mineral content, phase, and arrangement at the nanoscale, this study contributes to better design and fabrication of biomaterials for regenerative medicine.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
牧青发布了新的文献求助10
1秒前
丰富的冰烟完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
Rain发布了新的文献求助30
2秒前
虎啸天123发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
myuniv完成签到,获得积分10
4秒前
沉默安波发布了新的文献求助10
6秒前
烟花应助yuhang采纳,获得10
6秒前
Meidina完成签到,获得积分10
6秒前
牛牛完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
high发布了新的文献求助10
7秒前
zym123发布了新的文献求助30
7秒前
花小生完成签到 ,获得积分10
8秒前
XX完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
李爱国应助Banana采纳,获得10
8秒前
8秒前
CipherSage应助Shark采纳,获得10
9秒前
10秒前
孤独的凤应助Rain采纳,获得10
10秒前
Lucas应助Rain采纳,获得10
10秒前
11秒前
CodeCraft应助初一采纳,获得10
11秒前
123发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
努力学习的小张完成签到,获得积分10
14秒前
乐观忆秋发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
充电宝应助朱洪帆采纳,获得10
14秒前
小太阳完成签到,获得积分10
14秒前
PZ发布了新的文献求助10
16秒前
xyg发布了新的文献求助10
16秒前
调皮飞雪发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
丘比特应助fengfeng采纳,获得10
17秒前
科研通AI6.2应助黎敏采纳,获得10
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Les Mantodea de guyane 2500
VASCULITIS(血管炎)Rheumatic Disease Clinics (Clinics Review Articles) —— 《风湿病临床》(临床综述文章) 1000
Feldspar inclusion dating of ceramics and burnt stones 1000
What is the Future of Psychotherapy in a Digital Age? 801
The Psychological Quest for Meaning 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5971330
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7286311
关于积分的说明 15991028
捐赠科研通 5109088
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2743831
邀请新用户注册赠送积分活动 1709343
关于科研通互助平台的介绍 1621657