연골 액체로 가득-연골 조직의 볼륨의 약 80%-그 무게를 지원 하 고 관절 표면 윤 활의 필수적인 역할을 한다. 활액에게 불린 이 액체의 손실은 연골 간격에 있는 점차적인 감소 및 골관절염의 강직 그리고 관절통과 관련있는 마찰에 있는 증가,귀착됩니다.
연골은 다공성이기 때문에 시간이 지남에 따라 유체가 구멍 밖으로 쉽게 압착됩니다. 그러나 골관절염과 관련되었던 현상은 일반적으로 발전하기 위하여 십년간을 걸립니다.
“중요한 질문은 왜 연골이 우리의 관절에서 며칠,몇 달 또는 몇 년 동안 수축되지 않는지입니다.”데이비드 버리스,델라웨어 대학의 기계 공학과의 조교수는 말했다. 버리 스와 그의 동료들은 운동이 연골이 누출 액체를 재 흡수 할 수있는 방법을 설명하는 메커니즘을 제안했다. 버리 스는 10 월 62 일 개최 된 제 62 회 국제 심포지엄 및 전시회에서 자신의 연구에 대해 이야기합니다. 18-23 산호세,캘리포니아.
버리 스와 그의 동료들은 연골 디플레이션을 연구 한 최초의 사람이 아닙니다. 1995 년,제라드 아테시안이 이끄는 콜롬비아의 한 그룹은 지속적인 무릎 운동이 체액이 반응할 수 있는 것보다 더 빨리 발생하면 디플레이션 과정을 막을 수 있다는 이론을 사용하였다. 2008 년,아테시안의 그룹은 연골 마개에 대해 관절로 연결된 작은 구체를 사용하여 이 현상을 처음으로 시연하여,접촉 부위가 활액의 확산 속도보다 빠르게 움직이면 간질 압력이 무한정 유지된다는 것을 보여 주었다.
“이 연구는 간질 압력이 장기 하중지지 및 윤활의 실행 가능한 메커니즘이라는 최초의 직접적인 증거였다”고 버리 스는 말했다. “그러나,우리의 관절이 우리가 앉아 일부 활성 입력 메커니즘없이 매일 서 보내는 시간의 오랜 기간 주어진 디플레이션을 방지 할 수있는 방법을 우리에게 불분명했다.”즉,연골이 움직이지 않을 때 새어 나오는 액체를 재 흡수 할 수있는 방법이 있어야합니다.
버리 스는 재 흡수 과정이 두 표면의 상대 운동이 삼각형 쐐기 모양으로 그들 사이의 유체가 가속 될 때마다 발생하는 유체 역학적 가압에 의해 구동된다는 직감을 가졌다. 예를 들어,일반 타이어가 고속으로 물 위로 이동할 때,필름이 형성되어서 계면을 윤활할 때까지 압력이 가해집니다. 그러나 타이어가 다공성 인 경우 외부 유체 압력이 유체를 타이어로 강제 할 수 있습니다.
유체 역학적 가압 수축 연골을 보충 할 수 있는지 여부를 조사하기 위해,부리와 교류 무어,박사 학생,유리 평면에 대해 평균보다 큰 연골 샘플을 배치 필요한 쐐기의 존재를 보장하기 위해. 그들은 느린 슬라이딩 속도(일반적인 보행 속도에서 관절에서 발생하는 것보다 적음)에서 연골 얇아짐과 마찰 증가가 시간이 지남에 따라 발생했지만 슬라이딩 속도가 일반적인 보행 속도로 증가함에 따라 효과가 반전되었음을 발견했습니다.
그들의 실험은 유리와 연골 사이의 접촉이 연골 플러그의 전체 표면을 가로 질러 움직이는 것이 아니라 단일 부위에서 발생하는 고정 접촉을 포함했기 때문에 그들의 결과는 아테 시안 그룹과 같은 이동 접촉 이론에 의해 설명 될 수 없었다.버리 스는 유체가 연골로 흐르도록 강요하는 유체 역학적 압력이 삼출로 손실 된 유체를 상쇄 시켰음에 틀림 없다고 믿는다.
“우리는 입력과 출력 사이의 역동적 인 경쟁을 관찰했다”고 버리 스는 말했다. “우리는 연골 두께가 관절에서 수십 년 동안 유지된다는 것을 알고 있으며 이것이 왜 그런지에 대한 첫 번째 직접적인 통찰력입니다. 간질 윤활과 관련된 자연 수축 과정을 억제하는 것은 활동 자체입니다.”
버리 스와 그의 동료에 대 한 미래의 작업 연골의 저하와 관련 된 골관절염에 대 한 의미를 탐구 포함 됩니다.
