בעניין העצם

 

שיתוף פעולה בין מדענים מתחום הביולוגיה ומתחום חקר החומרים הביא לפיתוחו של מודל מתמטי ייחודי המאפשר לבחון ולגלות תכונות שונות של עצם, שכמעט אי-אפשר לחקור אותן באמצעים אחרים. העצם, שהיא אחד מהמבנים המסקרנים בטבע, מתאפיינת במבנה פנימי היררכי ומורכב, שחלקים רבים ממנו עדיין מהווים תעלומה. להבנת המבנה של העצם יש, כמובן, גם חשיבות רפואית. פרופ' סטיב ויינר מהמכון, החוקר את המבנה הזה, מתמקד באחד הסוגים הנפוצים של עצמות יונקים, המתאפיין במבנה פנימי המבוסס על קבוצות של גלילים קונצנטריים רב-שכבתיים - דמויי בצל - שבמרכזם עובר נים דם.

 

פרופ' ויינר ועמיתיו, פרופ' וולפי טראוב, טלמון ארד והלנה סבנאי, חקרו את המבנה הפנימי של "קליפות הבצל" המיקרוסקופיות בגלילים, וגילו כי החלבון קולאגן והסידן הזרחני המצויים במרווח שביניהן מתארגנים כחומר מרוכב טבעי. חומר מרוכב בנוי משילוב של שני חומרים, שאחד מהם משמש מעין "תבנית" הממולאת בחומר האחר. ידוע כי סיבי הקולאגן יוצרים מעין תבנית שבה שוקע ומתרכז הסידן הזרחני. כך נוצר מבנה רב-שכבתי ייחודי המזכיר עץ לבוד.

 

מחקר נוסף הוביל את המדענים לגילוי, כי אלומות הסיבים הכלולות בו מונחות זו על גבי זו בזווית שמשתנה בכל שכבה בשיעור קבוע של כשלושים מעלות, וכי מבנה כללי זה חוזר על עצמו מדי חמש שכבות של סיבים.

 

המדענים, שביקשו לחקור תכונות נוספות של העצם, נתקלו בקשיים טכניים שבלמו כל ניסיון התקדמות. כדי לעקוף את המכשול הזה, החל פרופ' ויינר לשתף פעולה עם פרופ' דניאל וגנר מהמחלקה ל-חקר חומרים ופני שטח במכון. בכוחות משותפים הצ-ליחו המדענים לבנות מודל מתמטי, שיכול לסייע בהבנת ה-קשר שבין מבנה העצם לבין תכונותיה המכניות הייחודיות.