近日，bat365在线唯一官网登录杨鹏飞副教授研究团队在老龄化影响骨多尺度结构及力学性能的机制方面取得重要研究进展。该研究以骨组织内矿化胶原纤维为切入点，分别利用微观尺度结构形貌解析技术、多尺度力学性能测试手段和材料组成分析方法，研究了小鼠胫骨皮质骨结构、力学性能及组成成分的增龄性变化，以及不同年龄骨对肌骨废用力学环境响应的异同。该研究在国际顶级期刊Acta Biomaterialia（中科院1区TOP期刊，IF=10.6）上发表了题为“Aging exacerbates the morphological and mechanical response of mineralized collagen fibrils in murine cortical bone to disuse”的研究论文。文章的全文链接为：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1742706122005475

骨是由矿物质和蛋白基质有机结合的多层级复合材料。骨胶原蛋白形成的纤维网状结构是矿物质沉积的基本骨架，其对骨形成多尺度层级结构和独特的力学行为至关重要。骨在微观尺度的力学性能和结构如何影响其宏观力学性能一直是骨生物力学和生物材料领域的研究热点。增龄是机体生长、成熟和衰老的生理过程，该过程导致骨的力学行为和对力学环境的响应发生改变。然而，骨胶原纤维的增龄性变化，及其影响骨宏观结构性能和响应特殊力学环境的规律并不清楚。

该研究构建了成年鼠和老龄鼠后肢去负荷废用模型，以胫骨皮质骨矿化胶原纤维为主要研究对象，研究了增龄对骨多尺度结构和力学性能的影响，以及骨胶原纤维的响应规律，明确了不同年龄骨对废用力学环境响应的异同，结果表明，增龄过程以及通常伴随老龄的肌骨废用力学环境中，骨结构、组成及力学性能的变化始于骨胶原纤维。老龄鼠的骨矿化胶原纤维周期性结构和排布比成年鼠更易受废用的影响。老龄鼠皮质骨的矿物基质比、矿化胶原纤维的周期性结构间距，以及径向弹性模量均大于成年鼠。该研究揭示了骨矿化胶原纤维对增龄及异常力学环境的响应规律，深入了目前对骨在多个尺度响应增龄过程机制的理解，尤其是为肌骨废用力学环境导致的老龄骨适应性变化提供了直接证据。

bat365在线唯一官网登录博士研究生刘发为文章的第一作者，杨鹏飞副教授为通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、载人航天工程航天医学试验领域项目、中央高校基本科研业务费等项目的资助。（文/图：刘发、杨鹏飞；审核：杨慧）