Une explication à la résistance osseuse dévoilée

L’exceptionnelle résistance des os à la compression serait due à des polymères de cristaux calciques faisant la jonction entre les fibres de collagènes de l’os, et qui absorberaient l’énergie auquel celui-ci est soumis, en se cassant et en dissipant cette énergie. Utilisant un microscope à force atomique, des chercheurs américains ont constaté que le temps mis par l’os à retrouver sa résistance est corrélé à celui nécessaire à la reformation de ces ‘ponts cristallins’ inter-collagène.

L’os est un mélange de cristaux minéraux (hydroxyapatite) insérés dans une matrice organique de collagène. Les cristaux sont extrêmement friables et susceptibles de se fracturer mais ils ne sont pas capables, selon les auteurs, de dissiper beaucoup d’énergie à cause de leur rigidité. Donc, d’après les chercheurs, l’origine de la résistance osseuse devait se trouver dans la matrice de collagène elle-même.

Les auteurs se sont inspirés d’expériences de mesure de résistance réalisées en microscopie à force atomique, sur un matériau bicomposite, la nacre abalone, dans laquelle des polymères forment des sortes de ponts dans le squelette du matériau, et qui en se brisant absorbent l’énergie et protègent ainsi la structure de la fracture.

Utilisant cette même technologie, James Thompson et ses collaborateurs de l’université de Californie (Santa Barbara), ont constaté que le temps nécessaire à la reconstruction de tels ponts dans l’os (ici des ponts probablement formés par des ions calcium divalents), après avoir exercé une force de compression dessus, est corrélé au temps pris par l’os pour retrouver sa résistance initiale.

Les auteurs pensent que ces ‘ponts du sacrifice’, retrouvés entre les fibres de collagène, sont partiellement responsables de l’élasticité osseuse.

Source : Nature 13 décembre 2001;414:773-5.