NWO-I

NWO - Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek - print-logo

URL voor deze pagina :
https://www.nwo-i.nl/fom-historie/jaarverslagen/hoogtepunten/hoogtepunten2013/biopolymeernetwerken-met-een-geheugen-nr-i19/

Geprint op :
10 december 2018
22:56:03

Levende weefsels, zoals huid en kraakbeen, krijgen hun structuur en stevigheid doordat ze zijn opgebouwd uit een elastisch netwerk van collageenvezels. Collageen is een eiwit dat een belangrijk onderdeel uitmaakt van bindweefsel. Elke vezel in het netwerk bestaat uit verschillende van deze eiwitten, die gestapeld zijn in een soort kristalstructuur. De onderzoekers van dit FOM Industrial Partnership Programme 'Bio(-related) materials' bestuderen hoe deze geordende structuur de grote stijfheid en de mechanische trekkracht van collageenvezels kan veroorzaken.

Voor het onderzoek gebruiken zij gezuiverd collageen, dat in een zoutoplossing spontaan vezels vormt. De onderzoekers brengen dit proces op gang door de zoutoplossing op te warmen van 4 naar 37 graden Celsius. De stijgende temperatuur zorgt ervoor dat de collageenmoleculen zij aan zij gaan zitten en zo lange vezels vormen.

Niet vergeetachtig
Natuurkundigen namen tot nu toe aan dat de vezels weer uiteen vallen als de oplossing afkoelt omdat de drijvende kracht voor moleculaire associatie dan verdwijnt. De onderzoekers ontdekten echter door middel van lichtverstrooiing en microscopie dat collageenvezels een geheugen vertonen. Als de oplossing afkoelt, worden de vezels dunner, maar blijven ze verder intact. Als de oplossing opnieuw verwarmt, neemt de dikte van dezelfde vezels weer toe.

Hoe langer de temperatuur van de vezels 37 graden Celsius blijft, hoe minder massa zij verliezen wanneer de temperatuur daalt. Dat betekent dat de vezels thermisch geheugen vertonen. De precieze oorzaak hiervan is nog niet bekend, maar de onderzoekers vermoeden dat het te maken heeft met de bijzondere structuur van collageen. Als een vezel net ontstaat, vormen de collageeneiwitten waarschijnlijk nog een enigszins losse, wanordelijke structuur. Naarmate de vezels ouder zijn, vallen de collageeneiwitten beter op hun plek, waardoor ze moeilijker loskomen.

De onverwacht grote stabiliteit van collageenvezels is relevant in de beginfase van collageenvorming tijdens de ontwikkeling van weefsels in een embryo, wondheling en fibrose, waarbij de hoeveelheid bindweefsel in een orgaan toeneemt. Bovendien is het belangrijk rekening te houden met de stabiliteit van collageen in toepassingen van collageen voor bijvoorbeeld weefselherstel en medicijntransport.