cartilajul este umplut cu lichid-aproximativ 80% din volumul țesutului cartilajului-care joacă rolurile esențiale de susținere a greutății și de lubrifiere a suprafețelor articulare. Pierderea acestui fluid, numit lichid sinovial, are ca rezultat o scădere treptată a grosimii cartilajului și o creștere a frecării, care este legată de degradarea și durerea articulară a osteoartritei.
deoarece cartilajul este poros, lichidul este ușor stors din găuri în timp. Cu toate acestea, simptomele asociate cu osteoartrita durează de obicei decenii pentru a se dezvolta.
„întrebarea importantă este de ce cartilajul nu se dezumflă pe parcursul zilelor, lunilor sau anilor în articulațiile noastre”, a spus David Burris, profesor asistent la Departamentul de inginerie mecanică de la Universitatea din Delaware. Burris și colegii săi au propus un mecanism care explică modul în care mișcarea poate determina cartilajul să reabsorbă lichidul care se scurge. Burris va vorbi despre cercetările sale în cadrul simpozionului și Expoziției Internaționale AVS 62nd, care a avut loc Oct. 18-23 în San Jose, California.
Burris și colegii săi nu sunt primii care studiază deflația cartilajului. În 1995, un grup de la Columbia condus de Gerard Ateshian a folosit teoria pentru a arăta că mișcarea continuă a genunchiului ar putea preveni procesul de deflație dacă ar avea loc mai repede decât ar putea răspunde fluidul. În 2008, grupul lui Ateshian a demonstrat acest fenomen pentru prima dată folosind o sferă mică articulată împotriva unui dop de cartilaj, arătând că presiunea interstițială a fost menținută la nesfârșit dacă zona de contact s-a mișcat mai repede decât viteza difuzivă a fluidului sinovial.
” acest studiu a fost prima dovadă directă că presiunea interstițială este un mecanism viabil de susținere a sarcinii pe termen lung și lubrifiere”, a spus Burris. „Cu toate acestea, nu ne-a fost clar cum articulațiile noastre ar putea preveni deflația, având în vedere perioadele lungi de timp pe care le petrecem stând și stând în picioare în fiecare zi fără un mecanism de intrare activ.”Adică, trebuie să existe o modalitate prin care cartilajul să reabsorbă lichidul care se scurge atunci când nu ne mișcăm.
Burris a avut o bănuială că procesul de reabsorbție a fost condus de presurizarea hidrodinamică, care are loc ori de câte ori mișcarea relativă a două suprafețe determină accelerarea fluidului între ele în formă de pană triunghiulară. De exemplu, atunci când o anvelopă normală se deplasează peste apă la viteză mare, presiunea se acumulează până când se formează o peliculă pentru a lubrifia interfața; aceasta se numește hidroplanare și are ca rezultat o pierdere completă a controlului de frecare. Cu toate acestea, dacă anvelopa ar fi poroasă, presiunea exterioară a fluidului ar putea forța lichidul înapoi în anvelopă.
pentru a investiga dacă presurizarea hidrodinamică ar putea reumple cartilajul dezumflat, Burris și A. C. Moore, student la doctorat, au plasat probe de cartilaj mai mari decât media pe un plat de sticlă pentru a asigura prezența penei necesare. Ei au descoperit că la viteze de alunecare lente (mai mici decât ar apărea într-o articulație la viteze tipice de mers) subțierea cartilajului și o creștere a frecării a avut loc în timp, dar pe măsură ce viteza de alunecare a crescut spre viteze tipice de mers, efectul a fost inversat.
deoarece experimentul lor a implicat contacte staționare-în care contactul dintre sticlă și cartilaj are loc într-un singur loc, mai degrabă decât să se deplaseze pe întreaga suprafață a dopului cartilajului-rezultatele lor nu au putut fi explicate prin teoria contactului migrator, cum ar fi Grupul Ateshian. Burris consideră că presiunile hidrodinamice, care forțează curgerea fluidului în cartilaj, trebuie să fi contracarat fluidul pierdut la exudare.
„am observat o competiție dinamică între intrare și ieșire”, a spus Burris. „Știm că grosimea cartilajului este menținută de-a lungul deceniilor în articulație și aceasta este prima perspectivă directă asupra motivului. Activitatea în sine este cea care combate procesul natural de deflație asociat cu lubrifierea interstițială.”
munca viitoare pentru Burris și colegii săi include explorarea implicațiilor pentru osteoartrita (OA), care este asociată cu degradarea cartilajului.
