Knochen

Question 1

Knochen Zusammensetzung

Answer 1

70% Knochenapatit = carbonat-reiches Hydroxylapatit
28% organische Bestandteile (v.a. Kollagen Typ I)
2% nicht-kollagene Proteine (Osteonektin, Osteocalcin,Proteoglykane) steuern Mineralisation

Question 2

Tropocollagen

Answer 2

Nicht-koaxiale Superhelix aus 3 Strängen
Intermolekulare WW stabilisieren Tripelhelix, kovalente Verknüpfungen
Gestaffelte Anordung
Lücken als Locus für Nukleation

Question 3

Osteoblasten

Answer 3

Bauen Knochen auf, synthetisieren das Osteoid (=Kollegenmatrix) (anschließende Mineralisierung durch kontrollierte HA-Kristallablagerung)
Setzen alkalische Phosphate frei
Bilden Osteocyten(sichern Knochenbildungsaktivität), wenn bei Mineralisierung eingeschlossen

Question 4

Spongiosa

Answer 4

Druckfest: 2-12MPa
E-Modul: 0,05-0,5 GPa
Leichtbauweise, Spannung wird auf tragendes Element (belastungsorientiert) abgeleitet, hohl, um syntheseaufwand zu minimieren

Question 5

Kortikalis

Answer 5

Druckf: 100-230Mpa

E-Modul: 7-30Gpa

Question 6

Organisationsebenen Knochen

Answer 6

Hierarchisch
kleinste Ebene: HA-Kristalle in und um Faserproeteincollagen eingebettet
nächste Ebene: mineralisierte Faser gebündelt und aneinander geheftet
ncäshte Ebene: Lamellen aus Fasern mitverschiedenen Pattern(sekundäre Osteone)

Question 7

Mech. Eig. Knochen

Answer 7

Mech. Eig. beruhen auf Interkation aller Strukturstufen, abhängig von Belastungsrichtung(anisotropisch)

Rissableitung am Osteon nach oben oder unter, da weniger Energie entlang der OF sich auszubreiten
Bridges: ähnlich wie Mocrocrakcing auf höherer Ebene (unverbrückte Risse)
Fibre bridging:
Constrained microcracking: Risse müssen sich Energie teilen
Sacrificial bonds: Bindungen(H,Ca) zwischen Lamellen/Proteinen werden geopfert (reversibel)
Microcracking: gezielte Bruchstellen durch Anrodnung von Kollagenfibres
Firbrillar Sliding: Reibung
Molecular uncoiling: Entspiralisieren des Tropocollagens

Cross-linking zw. Fibrillen mit steigendem Alter  verhalten stärker als kompaktes Material(Verknöcherung)  Rissausbreitung einfacher

Question 8

Aufbau Zahn

Answer 8

Enamel
Dentin
Pulpahöhle
Wurzelkanal
Wurzelspitze
Zahnzement

Question 9

Zusammensetzung Enamel

Answer 9

96% HAP
1% Organika
3% Wasser

Question 10

Enamel Eig.

Answer 10

Härtestes Gewebe im Körper bis 120GPa
Prismatischer Aufbau, geringe KG>höhere Zähigkeit, strenge Strukturierung der Kristallite auf versch. Ebenen
Nach innen ändert sich die Orientierung der Fibrillen zueinander stark
Muss hohe punkutelle mech. Belastung aushalten
Nicht regenerierbar, da keine Zellen

Question 11

Dentin Zusammensetzung

Answer 11

70% KAP
20% Organika – davon 90% Kollagen
10% Wasser

Question 12

Deintin Eigenschaften

Answer 12

Dentinkanäle mit Flüssigkeit, Tubuli sind Rissstopper, energieaufwendig ein Loch zu verlassen, stärker mineralisiert um Kanäle  faserverstärkte Keramik
Unterschied zu Knochen: Fibrillen im Bündel rotiert zu einander  Kristallschichten nicht angeglichen
Festigkeit Knochen höher, aber ähnliche Steifigkeit, mineralisierte Kollagenfibrillen und Apatitkristalle dünn+plattenförmig