kraakbeen is gevuld met vloeistof — ongeveer 80% van het volume van het kraakbeenweefsel — dat de essentiële rol speelt van het ondersteunen van gewicht en het smeren van gewrichtsoppervlakken. Verlies van deze vloeistof, synoviale vloeistof genoemd, resulteert in een geleidelijke afname van kraakbeendikte en toename van wrijving, die gerelateerd is aan de afbraak en gewrichtspijn van artrose.
omdat kraakbeen poreus is, wordt vloeistof na verloop van tijd gemakkelijk uit de gaten geperst. Maar de symptomen geassocieerd met artrose meestal decennia te ontwikkelen.”De belangrijke vraag is waarom het kraakbeen in de loop van dagen, maanden of jaren niet leegloopt in onze gewrichten,” zei David Burris, een universitair docent in de afdeling Werktuigbouwkunde aan de Universiteit van Delaware. Burris en zijn collega ‘ s hebben een mechanisme voorgesteld dat verklaart hoe beweging ervoor kan zorgen dat kraakbeen vloeistof weer absorbeert die eruit lekt. Burris zal spreken over zijn onderzoek tijdens het AVS 62e Internationale Symposium en tentoonstelling, gehouden okt. 18-23 in San Jose, Californië.Burris en zijn collega ‘ s zijn niet de eersten die kraakbeendeflatie bestuderen. In 1995 gebruikte een groep in Columbia onder leiding van Gerard Ateshian theorie om aan te tonen dat continue kniebeweging het deflatieproces kon voorkomen als het sneller gebeurde dan de vloeistof kon reageren. In 2008 demonstreerde de groep van Ateshian dit fenomeen voor het eerst met behulp van een kleine bol die tegen een kraakbeenplug geleed werd, wat aantoonde dat de interstitiële druk voor onbepaalde tijd gehandhaafd bleef als het contactgebied sneller bewoog dan de diffusieve snelheid van de synoviale vloeistof.
” deze studie was het eerste directe bewijs dat interstitiële druk is een levensvatbaar mechanisme van langdurige belasting ondersteuning en smering, ” Burris zei. “Het was ons echter onduidelijk hoe onze gewrichten deflatie konden voorkomen, gezien de lange perioden waarin we elke dag zitten en staan zonder een actief invoermechanisme.”Dat wil zeggen, Er moet een manier zijn voor het kraakbeen om de vloeistof te absorberen die lekt als we niet bewegen.Burris had een voorgevoel dat het reabsorptieproces werd gedreven door hydrodynamische druk, die optreedt wanneer de relatieve beweging van twee oppervlakken ervoor zorgt dat de vloeistof tussen deze oppervlakken versnelt in de vorm van een driehoekige wig. Bijvoorbeeld, wanneer een normale band reist over water met een hoge snelheid, druk bouwt tot een film vormt om de interface te smeren; dit heet hydroplaning, en resulteert in een volledig verlies van wrijvingscontrole. Als de band poreus waren, echter, de buitenkant vloeistof druk kon dwingen vloeistof terug in de band.
om te onderzoeken of hydrodynamische druk gevulde kraakbeen kon bijvullen, plaatsten Burris en A. C. Moore, een Ph.D. student, groter dan gemiddeld kraakbeenmonsters tegen een glasplaat om de aanwezigheid van de noodzakelijke wig te verzekeren. Ze vonden dat bij langzame glijsnelheden (minder dan zou voorkomen in een gewricht bij typische loopsnelheden) kraakbeen dunner en een toename van de wrijving optreedt na verloop van tijd, maar als de glijsnelheid verhoogd naar typische loopsnelheden, het effect werd omgekeerd.
omdat hun experiment betrekking had op stationaire contacten — waarbij contact tussen glas en kraakbeen op één plaats plaatsvindt in plaats van over het gehele oppervlak van de kraakbeenplug te bewegen — konden hun resultaten niet worden verklaard door de migrerende contacttheorie, zoals die van de Ateshiaanse groep. Burris is van mening dat hydrodynamische druk, die de vloeistofstroom in het kraakbeen forceert, de door exsudatie verloren vloeistof moet hebben tegengegaan.
“we observeerden een dynamische concurrentie tussen input en output ,” zei Burris. “We weten dat kraakbeendikte gedurende decennia in het gewricht wordt gehandhaafd en dit is het eerste directe inzicht in waarom. Het is activiteit zelf die het natuurlijke deflatieproces bestrijdt dat met interstitiële smering wordt geassocieerd.”
toekomstig werk voor Burris en zijn collega ‘ s omvat het onderzoeken van de implicaties voor artrose (OA), die wordt geassocieerd met de afbraak van kraakbeen.
