Kine

Efectos de la temperatura en la biomecánica del cartílago articular
Ronald K. June1 , 2 * y David P. Fyhrie2
1Universidad de California, San Diego , Departamento de Medicina Celular y Molecular, 9500 Gilman Drive, MC 0686 , La Jolla , CA92093-0686 , EE.UU. y 2Universidad de California, Davis, Departamentos de Cirugía Ortopédica y de Ingeniería Biomédica ,Sacramento , CA 95817 , EE.UU.* Autorpara la correspondencia ( rkjune@gmail.com )Aceptado 05 de agosto 2010
RESUMEN
El cartílago articular es el tejido blando que cubre superficies de contacto de los huesos en las articulaciones sinoviales . El cartílago se compone de condrocitos y una matriz extracelular que contiene numerosos biopolímeros , cationes y agua . Funciones cartílago sano biomecánicamente para proporcionar el movimientoarticular suave y estable . Enfermedades degenerativas de las articulaciones , como la osteoartritis implican cartílago deterioro , lo que resulta en el movimiento articular doloroso e incómodo . La temperatura es una cantidad fundamental en la mecánica , sin embargo, los efectos de la temperatura sobre el comportamiento mecánico del cartílago son desconocidos . Este estudio abordó la cuestión desi el cartílago y rigidez el estrés del cambio de relajación con la temperatura. Las muestras de ternera medianos zona cartílago patelofemoral se probaron en unconfined de compresión primero a 24 ° C y luego otra vez después de calentar a 60 ° C. Los datos revelan que cuando aumenta la temperatura : ( 1 ) tanto pico y equilibrio aumentar la rigidez por 150 y 8 % , respectivamente , y ( 2 )relajación de la tensión es más rápido a temperatura más alta , como se muestra por una Disminución del 60 % en la constante de tiempo . Los aumentos en la rigidez dependiente de la temperatura son consistentes con mecanismos poliméricos de viscoelasticidad matriz pero no con el flujo de fluido intersticial . Los cambios en la constante de tiempo son consistentes con una combinación de ambos flujo defluido y viscoelasticidad matriz . Además , descubrimos un fenómeno novedoso : en el equilibrio tensión- relajación, a la compresión estrés aumentó con la temperatura. Estos datos demuestran una rica zona de la mecánica del cartílago que ha sido previamente inexplorada y hacer hincapié en el papel de la dinámica de polímeros en la viscoelasticidad del cartílago. Otros estudios de la dinámica depolímeros de cartílago pueden producir información adicional sobre los mecanismos de cartílago comportamiento de los materiales que podrían mejorar los tratamientos para la degeneración del cartílago . Material complementario disponible en línea en http://jeb.biologists.org/cgi/content/full/213/22/3934/DC1 Palabras clave: el cartílago , la mecánica del cartílago , la artrosis , la viscoelasticidadflujo independiente , viscoelasticidad matriz , la dinámica de polímeros .
INTRODUCCIÓN
El cartílago articular es el tejido blando que recubre las superficies de contacto huesos en las articulaciones sinoviales . Funciones del cartílago como la fricción del rodamiento de baja superficie para permitir la articulación de forma uniforme durante el movimiento articular (Wright y Dowson , 1976 ) . Loscomponentes primarios de cartílago articular son condrocitos y una matriz extracelular polimérico que consiste principalmente de colágeno , el agregado de proteoglicano , agua y cationes ( Mow et al. , 1992 ) . Estudios anteriores han examinado las propiedades del material de cartílago en respuesta a diversas perturbaciones experimentales incluyendo enzimática la digestión ( Basalo et al , 2005 ; .Bonassar et al , 1995 ; . DiSilvestro y Suh , 2002 ; Zhu et al . , 1993 ) y de la concentración iónica ( Dean et al, 2006 . ; Junio ​​et al, 2009 . ; Lu et al . , 2004 ) . Propiedades estáticas de resultado cartílago articular al menos parcialmente de electrostática interacciones entre los glicosaminoglicanos aniónicos ( Dean et al, 2006 . ; Lu et al , 2004 . ; Lux Lu et al . , 2007 ) . La...