来源：伦敦国王学院（King's College London）

伦敦国王学院物理系的研究人员发现，胶原纤维能够承受比先前想象的要大得多的应变，拓宽了我们对组织力学的理解。

胶原纤维是将人和动物组织连接在一起的微观“绳索”，没有这些绳索，皮肤和肌腱等组织将解体，骨骼将变得极其脆弱。直到现在，胶原纤维被认为几乎是不可拉伸的，其作用更像是钢索而不是蹦极绳。

使用一种新的方法，将纤维沉积在柔性箔上，然后用原子力显微镜进行探测，博士生埃米莉·加肯（Emilie Gachon）发现，胶原蛋白纤维很容易被拉扯高达25%，而不会断裂，甚至没有任何损坏的迹象。她还观察到，纤维在第一次拉扯时变得更硬，但在进一步拉扯时又变得更软。这种特殊的力学行为可以用纤维的内部结构来解释，这种结构与橡胶类材料中的结构相似。

首席研究员帕特里克·梅斯奎达（Patrick Mesquida）博士评论道：“理解什么支配着机械行为是很重要的，因为我们知道它很可能在疾病或衰老期间发生变化。由于组织细胞依赖于胶原蛋白以某种方式工作，任何机械变化都可能进一步损害细胞，导致诸如伤口愈合不良和癌症扩散增加等故障。因此，进一步的研究将集中于当纤维被多次拉伸和释放时会发生什么，这更接近于人类或动物组织中自然发生的情况。”

关于这项研究对该领域未来发展的影响，埃米莉进一步评论说：“组织工程师越来越多地使用胶原蛋白作为细胞的支架，希望有一天能够在人体外生长组织。我们工作中发现的特性可以帮助工程师微调这些支架的特性，以促进特定的细胞行为。此外，我们知道胶原纤维在糖尿病等疾病中高度交联。我们的数据表明，不正常的交联水平导致胶原纤维的不同力学行为。跟踪胶原纤维力学以检测异常交联量可能是检测早期糖尿病的一种方法。”

更多信息：Emilie Gachon et al. Stretching Single Collagen Fibrils Reveals Nonlinear Mechanical Behavior, Biophysical Journal (2020). DOI: 10.1016/j.bpj.2020.01.038

期刊信息：生物物理学杂志（Biophysical Journal）

原文链接：https://phys.org/news/2020-03-collagen-strain-previously.html

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