Compressive Strength of Iliac Bone ECM Is Not Reduced in Osteogenesis Imperfecta and Increases With Mineralization
Notice bibliographique
Résumé
Osteogenesis imperfecta (OI) is an inheritable, genetic, and collagen-related disorder leading to an increase in bone fragility, but the origin of its "brittle behavior" is unclear. Because of its complex hierarchical structure, bone behaves differently at various length scales. This study aims to compare mechanical properties of human OI bone with healthy control bone at the extracellular matrix (ECM) level and to quantify the influence of the degree of mineralization. Degree of mineralization and mechanical properties were analyzed under dry conditions in 12 fixed and embedded transiliac crest biopsies (control n = 6, OI type I n = 3, OI type IV n = 2, and OI type III n = 1). Mean degree of mineralization was measured by microcomputed tomography at the biopsy level and the mineral-to-matrix ratio was assessed by Raman spectroscopy at the ECM level. Both methods revealed that the degree of mineralization is higher for OI bone compared with healthy control. Micropillar compression is a novel technique for quantifying post-yield properties of bone at the ECM level. Micropillars (d = 5 μm, h = 10 μm) were fabricated using focused ion beam milling and quasi-statically compressed to capture key post-yield properties such as ultimate strength. The qualitative inspection of the stress-strain curves showed that both OI and healthy control bone have a ductile response at the ECM level. The quantitative results showed that compressive strength is not reduced in OI bone and is increasing with OI severity. Nanoindentation measurements revealed that OI bone tends to have a higher Young's modulus, hardness, and dissipated energy compared with healthy bone. Micropillar strength and indentation modulus increased linearly and significantly (p < .0001) with mineral-to-matrix ratio. In conclusion, this study indicates that compressive mechanical properties of dry OI bone at the iliac crest are not inferior to healthy control at the ECM level and increase with mineralization. © 2021 The Authors. Journal of Bone and Mineral Research published by Wiley Periodicals LLC on behalf of American Society for Bone and Mineral Research (ASBMR).
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».