有弹性的鲨鱼刺可以治疗人类骨骼疾病

鲨鱼不仅有强大的下颚。他们也有令人羡慕的强刺。它们的刺在游泳时不断弯曲，但在鱼的一生中永远不会磨损。

然而，人体骨骼不能忍受同样的弯曲，随着年龄的增长变得更加脆弱。

西北医学科学家Stuart Stock正在阿贡国家实验室使用美国能源部的先进光子源(APS)来更好地了解鲨鱼椎骨的形成和强度。他想知道鱼的组织是如何发展的以及鱼在游泳时的功能。

股票思想鲨鱼椎骨可以揭示有助于患有退行性骨病的人的信息，因为缺乏当前的诊断和治疗方法。他希望他的研究能够揭示人体骨骼和软骨的功能。

Stock是西北大学Feinberg医学院的细胞和发育生物学研究教授。

他正在椎骨上使用高分辨率的三维X射线成像。

“我相信这里有很多值得学习的地方，”Stock说。“我对我将要找到的东西感到兴奋。”

Argonne的APS就像一个巨大的X射线，是一个能源部科学办公室的用户设施。它产生极其明亮，聚焦的X射线，通过致密材料并在分子水平上照亮物质。相比之下，今天APS产生的X射线比典型牙医办公室产生的X射线亮10亿倍。

图片来源：阿贡国家实验室

Stock一直致力于X射线散射和断层扫描领域的工作，开发新技术来研究骨矿物质和骨矿化胶原蛋白如何应对压力。

“我的大多数工作实际上都是动物骨骼，”他说。“但动物骨骼的行为与人体骨骼非常相似，而且更容易获得和研究。”

今年夏天早些时候开始使用APS进行鲨鱼项目的股票，在了解了一位同事对鱼的实验后，三年前开始对动物的椎骨感兴趣。

“作为一名科学家，你会发现有一个可以发现的领域，这可能与人类的研究类似，”他说。

自二十一世纪初以来，股票一直在使用X射线成像：两年前，他使用不同的APS光束线来看埃及木乃伊内部，而不会打扰其古老的包裹。在许多其他发现中，他发现在木乃伊的腹部上方有一块方解石。股票相信它可能是古代埋葬仪式的一部分。同样，Stock希望鲨鱼研究能够揭示意想不到的令人兴奋的结果。

“我有一种感觉，我们将学习关于骨骼和软骨是如何形成的非常关键的东西，”他说。“我认为这将打开一扇窗户，了解骨头和软骨的作用。”

“现在，如果我们看看我们如何诊断骨质疏松症 - 一种会影响大多数人口的疾病，包括男性 - 我们通过向前臂照射X射线来测量骨骼中的矿物质含量，”Stock说。“但它并不是那么好的预测因素。如果是这样的话，95%的时间都是正确的，而事实并非如此。”

他说，如果医生对骨骼内矿物质的三维排列有更深入的了解，患者会得到更好的服务。但即使这有其局限性。

“我们仍然缺少一些东西，”Stock说。“每当我们获得这方面的新知识时，它最终将帮助我们开发出更好的替代组织，从而在临床上获得更多成功。”

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