Mapping the 3D orientation of nanocrystals and nanostructures in human bone: Indications of novel structural features

Bone is built from collagen fibrils and biomineral nanoparticles. In humans, they are organized in lamellar twisting patterns on the microscale. It has been a central tenet that the biomineral nanoparticles are co-aligned with the bone nanostructure. Here, we reconstruct the three-dimensional orientation in human lamellar bone of both the nanoscale features and the biomineral crystal lattice from small-angle x-ray scattering and wide-angle x-ray scattering, respectively. While most of the investigated regions show well-aligned nanostructure and crystal structure, consistent with current bone models, we report a localized difference in orientation distribution between the nanostructure and the biomineral crystals in specific bands. Our results show a robust and systematic, but localized, variation in the alignment of the two signals, which can be interpreted as either an additional mineral fraction in bone, a preferentially aligned extrafibrillar fraction, or the result of transverse stacking of mineral particles over several fibrils.

Liebi, Marianne,1984Chalmers tekniska högskola,Chalmers University of Technology(Swepub:cth)liebi (författare)
Wittig, Nina K.Århus Universitet,Aarhus University (författare)
Johannes, AndreasEuropean Synchrotron Radiation Facility (ESRF) (författare)
Sikjaer, Tanja (författare)
Rejnmark, Lars (författare)
Gao, ZiruiPaul Scherrer Institut (författare)
Rosenthal, MartinEuropean Synchrotron Radiation Facility (ESRF) (författare)
Guizar-Sicairos, ManuelPaul Scherrer Institut (författare)
Birkedal, HenrikÅrhus Universitet,Aarhus University (författare)
Burghammer, ManfredEuropean Synchrotron Radiation Facility (ESRF) (författare)
European Synchrotron Radiation Facility (ESRF)Chalmers tekniska högskola (creator_code:org_t)

Ingår i:Science advances: American Association for the Advancement of Science (AAAS)6:242375-2548

Av författaren/redakt...: Grünewald, Tilma ...; Liebi, Marianne, ...; Wittig, Nina K.; Johannes, Andrea ...; Sikjaer, Tanja; Rejnmark, Lars; visa fler...; Gao, Zirui; Rosenthal, Marti ...; Guizar-Sicairos, ...; Birkedal, Henrik; Burghammer, Manf ...; visa färre...

Om ämnet

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER: TEKNIK OCH TEKNO ...; och Industriell biot ...; och Biomaterial

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER: TEKNIK OCH TEKNO ...; och Medicinteknik; och Medicinsk bildbe ...

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.