Raman spectroscopy reveals differences in collagen secondary structure which relate to the levels of mineralisation in bones that have evolved for different functions

Journal of Raman Spectroscopy

Volumn 43, Issue 9, 2012, Pages 1237-1243

  Buckley, Kevin ^a,b   Matousek, Pavel ^b   Parker, Anthony W ^b   Goodship, Allen E ^a  

^a ROYAL NATIONAL ORTHOPAEDIC HOSPITAL   (United Kingdom)

^b RUTHERFORD APPLETON LABORATORY   (United Kingdom)

Author keywords

Biomechanics; Bone; Collagen; Mineralisation; SORS

Indexed keywords

BONE; CRYSTAL STRUCTURE; HYDROXYAPATITE; MINERALOGY; MINERALS; RAMAN SPECTROSCOPY;

AMIDE I BANDS; COLLAGEN FIBRILS; CONTROL MECHANISM; FIBRIL SCAFFOLDS; MINERALISATION; POST-TRANSLATIONAL MODIFICATIONS; SECONDARY STRUCTURES; SORS;

COLLAGEN;

EID: 84867583296     PISSN: 03770486     EISSN: 10974555     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/jrs.4038     Document Type: Article

References (52)

1. J. D. Currey, Bones: Structure and Mechanics (2nd edn), Princeton University Press, Princeton, N.J., U.S.A., 2006.
2. J. D. Currey, J. Biomech. 1979, 12(4), 313.
3. S. Lees, Connect. Tissue Res. 1987, 16(4), 281.
4. P. Zioupos, J. D. Currey, A. Casinos, Connect. Tissue Res. 2000, 41(3), 229.
5. J. D. Currey, J. Biomech. 1987, 20, 1035.
6. J. D. Currey, J. Exp. Biol. 1999, 202, 3285.
7. J. Chalmers, J. K. Weaver, J. Bone Joint Surg. Am. 1966, 48, 299.
8. G. P. Vose, A. Kubala, Hum. Biol. 1959, 33, 262.
9. J. D. Currey, J. Biomech. 1969, 2, 1.
10. K. Ohsaki, A. Shibata, S. Yamashita, M. Oe, K. Q. Wang, P. C. Cui, Q. Ye, Cell. Mol. Biol. (Noisy-le-Grand) 1995, 41(8), 1155.
11. J. L. Chen, C. Burger, C. V. Krishnan, B. Chu, B. S. Hsiao, M. J. Glimcher, Macromol. Chem. Physic 2005, 206(1), 43.
12. A. A. van Apeldoorn, Y. Aksenov, M. Stigter, I. Hofland, J. D. de Bruijn, H. K. Koerten, J. R. Soc. Interface 2005, 2(2), 39.
13. S. Gajjeraman, K. Narayanan, J. J. Hao, C. L. Qin, A. George, J. Biol. Chem. 2007, 282(2), 1193.
14. E. Pouget, E. Dujardin, A. Cavalier, A. Moreac, C. Valery, V. Marchi- Artzner, T. Weiss, A. Renault, M. Paternostre, F. Artzner, Nature Mater. 2007, 6(6), 434.
15. C. P. Tarnowski, M. A. Ignelzi, M. D. Morris, J. Bone Miner. Res. 2002, 17(6), 1118.
16. S. Stewart, D. A. Shea, C. P. Tarnowski, M. D. Morris, D. Wang, R. Franceschi, D. L. Lin, E. Keller, J. Raman Spectrosc. 2002, 33(7), 536.
17. C. P. Tarnowski, M. A. Ignelzi, W. Wang, J. M. Taboas, S. A. Goldstein, M. D. Morris, J. Bone Miner. Res. 2004, 19(1), 64.
18. J. W. Ager, R. K. Nalla, K. L. Breeden, R. O. Ritchie, J. Biomed. Opt. 2005, 10(3), 034012.
19. J. W. Ager, R. K. Nalla, G. Balooch, G. Kim, M. Pugach, S. Habelitz, G. W. Marshall, J. H. Kinney, R. O. Ritchie, J. Bone Miner. Res. 2006, 21(12), 1879.
20. D. H. Kohn, N. D. Sahar, J. M. Wallace, K. Golcuk, M. D. Morris, Cells Tissues Organs 2009, 189(1-4), 33.
21. H. Tsuda, J. Ruben, J. Arends, Eur. J. Oral Sci. 1996, 104(2), 123.
22. E. Wentrup-Byrne, C. A. Armstrong, R. S. Armstrong, B. M. Collins, J. Raman Spectrosc. 1997, 28(2-3), 151.
23. P. Fattibene, A. Carosi, V. De Coste, A. Sacchetti, A. Nucara, P. Postorino, P. Dore, Phys. Med. Biol. 2005, 50(6), 1095.
24. G. He, T. Dahl, A. Veis, A. George, Nature Mater. 2003, 2(8), 552.
25. R. H. Brody, H. G. M. Edwards, A. M. Pollard, Anal. Chim. Acta 2001, 427(2), 223.
26. C. X. Zhou, J. Pasteris, Geochim. Cosmochim. Acta 2005, 69(10), A75.
27. V. Coman, R. Grecu, M. Baciut, G. Baciut, P. Prodan, V. Simon, J. Optoelectron. Adv. M. 2007, 9(11), 3372.
28. M. D. Morris, Chapter 14: Raman Spectroscopy of Bone and Cartilage, in Emerging Applications of Raman Spectroscopy in Pharmaceutical and Biomedical Fields (Eds: P. Matousek, M. D. Morris), Springer, Berlin, Germany, 2010.
29. P. Matousek, Appl. Spectrosc. 2006, 60, 1341.
30. C. A. Lieber, A. Mahadevan-Jansen, Appl. Spectrosc. 2003, 57, 1363.
31. M. T. Kirchner, H. G. M. Edwards, D. Lucy, A. M. Pollard, J. Raman Spectrosc. 1997, 28(23), 171.
32. M. Kazanci, P. Roschger, E. P. Paschalis, K. Klaushofer, P. Fratzl, J. Struct. Biol. 2006, 156(3), 489.
33. M. Kazanci, H. D. Wagner, N. I. Manjubala, H. S. Gupta, E. P. Paschalis, P. Roschger, P. Fratzl, Bone 2007, 41(3), 456.
34. S. Gamsjaeger, A. Masic, P. Roschger, M. Kazanci, J. W. C. Dunlop, K. Klaushofer, E. P. Paschalis, P. Fratzl, Bone 2010, 47(2), 392.
35. C. Gullekson, L. Lucas, K. Hewitt, L. Kreplak, Biophys. J. 2011, 100(7), 1837.
36. Y. A. Lazarev, B. A. Grishkovsky, T. B. Khromova, Biopolymers 1985, 24(8), 1449.
37. R. O. Ritchie,M. J. Buehler, P. Hansma, Phys. Today June 2009, 62(6), 41.
38. M. Tanahashi, M. Takehisa, J. Biomed. Mater. Res. 1997, 34(3), 305.
39. G. K. Toworfe, R. J. Composto, I. M. Shapiro, P. Ducheyne, Biomaterials 2006, 27(4), 631.
40. N. Almora-Barrios, K. F. Austen, N. H. de Leeuw, Langmuir 2009, 25(9), 5018
41. L. Knott, A. J. Bailey, Bone 1998, 22, 181.
42. J. S. Yerramshetty, O. Akkus, Bone 2008, 42, 476.
43. S. Gourion-Arsiquaud, J. C. Burket, L. M. Havill, E. DiCarlo, S. B. Doty, R. Mendelsohn, M. C. H. van der Meulen, A. L. Boskey, J. Bone Miner. Res. 2009, 24, 1271.
44. J. W. Ager, R. K. Nalla, K. L. Breeden, R. O. Ritchie, J. Biomed. Opt. 2005, 10, 034012.
45. O. Akkus, F. Adar, M. B. Schaffler, Bone 2004, 34, 443.
46. J. M. Wallace, K. Golcuk, M. D. Morris, D. H. Kohn, J. Bone Miner. Res. 2009, 24, 1002.
47. M. V. Schulmerich, K. A. Dooley, M. D. Morris, T. M. Vanasse, S. A. Goldstein, J. Biomed. Opt. 2006, 11(6), 060502.
48. P. Matousek, E. R. C. Draper, A. E. Goodship, I. P. Clark, K. L. Ronayne, A. W. Parker, Appl. Spectrosc. 2006, 60(7), 758.
49. K. Buckley, P. Matousek, Analyst, 2011, 136, 3039.
50. P. Zioupos, J. D. Currey, A. Casinos, J. Zool. (Lond) 2001, 241, 725.
51. C. D. MacLeod, Can. J. Zool. 2002, 80, 178
52. L. Zylberberg, W. Traub, V. De Buffrenil, F. Allizard, T. Arad, S. Weiner, Bone 1998, 23:241.