microfractures i flexoelectricitat

Si ens trenquem un os, ell solet s’anirà reparant i en uns quants dies tornarà a recuperar la rigidesa habitual. En realitat, aquest procés passa més sovint del que sembla ja que, sense arribar al trencament total, les microfractures són relativament freqüents. Aquestes es reparen sense que ni ens n’adonem. Per reparar-ho hi ha unes cèl·lules, anomenades osteoblasts, que s’encarreguen de fabricar os nou. Primer reparen l’estructura i després es converteixen en osteòcits, les cèl·lules de l’os pròpiament dites.

El dubte que hi havia era com s’ho feien els osteoblasts per saber on havien d’anar a reparar les microfractures. I sembla que acaben de treure’n l’entrellat.

La clau està en la flexoelectricitat. Això és un fenomen pel qual, un material al deformar-se genera una petita quantitat d’electricitat. El motiu és que, en plegar-se, els àtoms que el formen es redistribueixen de manera diferent per la part de dins que per la part de fora i això genera un moviment d’electrons que crea un corrent elèctric entre les dues superfícies. El fenomen passa en molts materials i, també, en els ossos.

En realitat, aquest corrent augmenta molt si hi ha un punt de fractura. Just al vèrtex de la fractura (microfractura) la intensitat és màxima i al voltant es genera un gradient elèctric que acaben de poder mesurar. Aquest gradient elèctric té dos efectes. En la zona més propera al punt de fractura, on la intensitat és màxima, arriba a poder causar la mort dels osteòcits. Però és una mort per apoptosi, de manera que té lloc de manera ordenada i durant el procés la cèl·lula envia senyals químiques d’alerta que activen als osteoblasts. D’altra banda, els osteoblasts poden detectar i seguir el gradient elèctric per moure’s cap a la zona danyada i començar a fer la feina de reparació. Tot plegat fa que al mateix moment del trencament, es desencadeni el mecanisme que portarà a la reparació.

Aquesta història passa a escales molt petites. Tant pel que fa a les distàncies com pel que fa al nivell de l’electricitat posada en marxa. Per això ho han descobert a un institut de nanociències i nanotecnologia. En tot cas, aquests nanomecanismes són els que fan que els nostres ossos es vagin reparant constantment i permeten que l’esquelet resisteixi durant un grapat d’anys sense aparent pèrdues de funcionalitat.

 

 

3 comentaris

  • Daniel Closa

    30/01/2018 10:28

    Crec que el camp elèctric activa proteïnes de membrana que actuen com canals iònics. La cèl·lula simplement es mou cap a la banda de la membrana on els canals es despolaritzen més.

  • Joan Codina

    30/01/2018 9:02

    Un tema interessant és el seguiments de gradients!! Camps magnètics, il·luminació, productes químics i dureses del substrat!! Hi ha de tot al mercat

  • Joan Codina

    30/01/2018 9:00

    Hauré de llegirla troballa per veure si diuen res de com seguir el gradient. Es una altra manera d’anomenar la piezoelectricitat?

    Ps. Ho trobo magnífic!!