Mineral deposition in collagenin vitro

Abstract

Sheep bone collagen, rat tail tendon collagen and apatite seeds were used in a model system to study nucleation catalysis and mineral deposition in a metastable calcification buffer.

Sheep bone collagen was shown to be a good nucleation catalyst, while earlier experiments have shown that rat tail tendon collagen was a very poor catalyst.

The rapid phase of apatite deposition in the collagen was terminated as soon as a mineral content of not more than 50–60 per cent was reached, although the buffer was still highly supersaturated.

The results suggest that the amount of mineral deposited in such a model system is regulated by factors similar to those operating in biological calcification.

Résumé

Nous avons utilisé de la collagène d'os de mounton et de tendons de queues de rats et des cristaux d'apatite pour étudier dans un système modèle la catalysation de la nucléation et la déposition de minéral dans un tampon métastabile.

La collagène d'os de mouton se trouvait être un bon catalysateur, tandis que des expériences antérieures ont démontré que la collagène de tendons de queues de rats était un catalysateur très faible.

Le phase rapide de la déposition de l'apatite dans la collagène se termine aussitôt que le contenu du minéral a attaint au plus 50 à 60 pour cent, bien que la supersaturation du tampon est encore bien èlevée.

Les résultats montrent que dans un tel système modèle la quantité du depôt minéral est réglée par des facteurs semblables à ceux qui opèrent pendant la calcification biologique.

Zusammenfassung

Kollagen aus Schafsknochen und Rattenschwanzsehnen und Apatitkeime wurden verwendet in einem Modell-System zur Untersuchung der katalytischen Nukleation und der Fällung von Mineral in einem metastabilen Calciumphosphatpuffer.

Kollagen aus Schafsknochen war ein guter Katalysator für die Nukleation, während in früheren Versuchen sich herausstellte, daß Rattenschwanzkollagen ein ganz schlechter Katalysator ist.

Die schnelle Phase der Apatitfällung im Kollagen war beendet, wenn der Mineralgehalt bis zu 50–60% angestiegen war, obwohl der Puffer noch stark übersättigt war.

Die Resultate weisen daraufhin, daß die Menge des gefällten Minerals in einem solchen Modell-System von ähnlichen Faktoren reguliert wird wie die biologische Verkalkung.