Local Collagen Fibril Orientation Guides Mineral Growth Direction and Morphology: Parallelism in Bone, Cartilage, Enthesis Fibrocartilage, Calcifying Tendon, and Dentin
Notice bibliographique
Résumé
Extracellular matrix mineralization is a complex process that starts at the atomic scale and cascades upward. The organic matrix forms first, and then mineralization ensues. Using an array of 2D and 3D X-ray and electron microscopy techniques, we have characterized the relationship between the 3D assembly of collagen fibrils (in terms of bundling and long-range coalignment) and mineral, with a specific focus on how the collagen architecture patterns mineralization in various biological tissues, including bone, cartilage, enthesis fibrocartilage, calcifying tendon and dentin─including ectopic calcification events. In the locally oriented type I collagen-rich matrix of lamellar bone, volumetric simulations of mineral growth resulted in an estimated growth rate of 1.67× along the long axis direction of collagen for prolate mineral aggregates (tesselles). A similar prolate shape was seen for the well-aligned collagen of calcifying fibrocartilage, with the collagen direction and preferred mineral growth direction diverging by ∼15°. In woven bone (ordered and disordered type I collagen), mineral growth is more isotropic, and in calcifying cartilage (disordered type II collagen), mineral foci grow in an equiaxed fashion, producing spherical aggregates of mineral. A stratified/layered structure was also found in the mineral foci of periosteal collar calcifying cartilage. In predentin, planar arrays of type I collagen shape the oblate morphology of calcospherites. Regardless of whether mineralization occurs orthotopically or ectopically, a clear parallelism exists in vivo between the local collagen fibril texture and the preferred direction of microscale mineral growth, expansion, and patterning.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 |
Scores machine (provisoires)
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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 ».