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Enregistrement W4389979826 · doi:10.3389/fams.2023.1294540

Mathematical model of physicochemical regulation of precipitation of bone hydroxyapatite

2023· article· en· W4389979826 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

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affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.
fundUn bailleur canadien est enregistré sur le travail.

Notice bibliographique

RevueFrontiers in Applied Mathematics and Statistics · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueBone health and osteoporosis research
Établissements canadiensMcGill University Health CentreMcGill UniversityShriners Hospitals for Children - Canada
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésSupersaturationMineralization (soil science)ChemistryCalciumPhosphatePrecipitationAqueous solutionBiomineralizationIonic strengthMineralogyChemical engineeringInorganic chemistryBiochemistryNitrogen

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Introduction Formation of hydroxyapatite in bone, dentin, and enamel occurs at restricted molecular sites of specific extracellular matrix proteins and is controlled by multiple mineralization inhibitors. However, the role of physicochemical factors, such as the availability of required ions and the saturation status of the aqueous environment in biological mineralization, is not fully understood. The goal of this study was to use mathematical modeling to describe the complex physicochemical environment permissive to the precipitation of biological hydroxyapatite. Methods We simulated the processes occurring in the bone interstitial fluid (ISF) defined as an aqueous environment containing seven chemical components (calcium, phosphate, carbonate, sodium, potassium, magnesium, and chloride) that form 30 chemical species. We simulated reversible equilibrium reactions among these chemical species, and calculated supersaturation for hydroxyapatite and its precipitation rate using kinetic theory. Results and Discussion The simulated ISF was of correct ionic strength and predicted the equilibrium component concentrations that were consistent with the experimental findings. Supersaturation of physiological ISF was ~15, which is consistent with prior findings that mineralization inhibitors are required to prevent spontaneous mineral precipitation. Only total calcium, total phosphate and to a lesser degree total carbonate affected ion availability, solution supersaturation and hydroxyapatite precipitation rate. Both calcium and phosphate levels directly affected hydroxyapatite precipitation, and phosphate was affected by pH, which additionally influenced hydroxyapatite precipitation. Integrating mathematical models capturing the physiochemical and biological factors regulating bone mineralization will allow in silico studies of complex clinical scenarios associated with alterations in ISF ion composition, such as rickets, hypophosphatemia, and chronic kidney disease.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,754
Score d'incertitude au seuil0,349

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,024
Tête enseignante GPT0,299
Écart entre enseignants0,275 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle