TomoSAXS 多模态 X 射线成像揭示椎间盘纤维的分级力学

研究团队提出 TomoSAXS，一种全场三维小角 X 射线散射断层成像方法，可在完整组织内同时映射从纳米级原纤维到微米级纤维的力学。作者以椎间盘为演示对象，发现原纤维内的分子预应变（D-period stagger）呈层状纹理，并与微米级纤维应变紧密相关；预应变与纤维应变成反比，也与纤维应变的变异性呈反比，这与通过分子解旋实现载荷分担的机制一致。纤维环与髓核界面处的径向应变桥接区和高曲率区被识别为局部力学的关键调控区域。作者认为，这些结果揭示了维持椎间盘力学平衡的原纤维与纤维协同作用，TomoSAXS 也可作为观察生物与合成纤维材料纳米至微米尺度基质力学的平台。