کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
10431776 910226 2014 6 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Stress distribution and consolidation in cartilage constituents is influenced by cyclic loading and osteoarthritic degeneration
ترجمه فارسی عنوان
توزیع و استحکام استرس در اجزای غضروف تحت تاثیر بارگذاری چرخه ای و دژنراسیون استئوآرتریت
ترجمه چکیده
درک مکانیسم های پشتیبانی بار در غضروف، با مدل های محاسباتی که بهتر از زیر ساخت های بافت تقلید می کنند، تکامل یافته است. مدل های تخریب پذیر فیبریل می توانند رفتار غضروفی را در شرایط مختلف آزمایش بازتولید کنند و می توانند برای مدل سازی آنیزوتراپی بافتی و نیز ارزیابی استرس و پراکندگی فشار بر اجزای بافت استفاده شوند. هدف از این مطالعه بررسی توزیع استرس در فاز جامد فیبریلر و غیر فیبریلر و فشار در فاز مایع غضروف در مدل های محوری ترکیبی از مفصل سالم و استئو آرتریت است. خواص مواد بر مبنای مقادیر ادبیات، به اجزای فیبریلار و پوزولاستیک مناطق غضروف و غضروفی کمپلکس و زیرچاندروایی اختصاص یافته است. یک بار چرخه ای نشان دهنده پیاده روی برای 25 سیکل بود. تماس با تنش در فاز جامد فیبریلر و غیر فیبریلر، کمتر از 1٪ نیروی تماس را پشتیبانی می کند و فقط با حداقل سیکل بار افزایش می یابد. تخلیه پروتوژولیک شبیه شده باعث افزایش تنش در فیبرهای کلاژنی شعاعی و مماسی شد، در حالی که فیبریلاسیون فیبرهای مماس باعث افزایش استرس فشاری در مولفه غیر فیبریلر و استرس کششی در فیبرهای شعاعی شد. با این حال هیچ تاثیری روی فشار مایع نداشت. به نظر می رسد که اسکلروز زیر غشایی بیشترین اثر را داشته باشد، که منجر به افزایش فشار مایع، عدم استحکام فشاری غیر فیبریلر، استرس فیبری مماسی و غلظت بیشتر غضروف می شود. سفتی استخوان ساب کانندر ممکن است نقش مهمی در آبشار دژنراتیو داشته باشد و ممکن است بر روند درمان و بازسازی بافت تاثیر بگذارد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی پزشکی
چکیده انگلیسی
The understanding of load support mechanisms in cartilage has evolved with computational models that better mimic the tissue ultrastructure. Fibril-reinforced poroelastic models can reproduce cartilage behaviour in a variety of test conditions and can be used to model tissue anisotropy as well as assess stress and pressure partitioning to the tissue constituents. The goal of this study was to examine the stress distribution in the fibrillar and non-fibrillar solid phase and pressure in the fluid phase of cartilage in axisymmetric models of a healthy and osteoarthritic hip joint. Material properties, based on values from the literature, were assigned to the fibrillar and poroelastic components of cartilage and cancellous and subchondral compact bone regions. A cyclic load representing walking was applied for 25 cycles. Contact stresses in the fibrillar and non-fibrillar solid phase supported less than 1% of the contact force and increased only minimally with load cycles. Simulated proteoglycan depletion increased stresses in the radial and tangential collagen fibrils, whereas fibrillation of the tangential fibrils resulted in increased compressive stress in the non-fibrillar component and tensile stress in the radial fibrils. However neither had an effect on fluid pressure. Subchondral sclerosis was found to have the largest effect, resulting in increased fluid pressure, non-fibrillar compressive stress, tangential fibril stress and greater cartilage consolidation. Subchondral bone stiffening may play an important role in the degenerative cascade and may adversely affect tissue repair and regeneration treatments.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Biomechanics - Volume 47, Issue 10, 18 July 2014, Pages 2348-2353
نویسندگان
, , , ,