Ученые из Рочестерского технологического института и Корнельского университета объединились для изучения уникальных свойств хрящевой ткани в надежде улучшить диагностику и лечение остеоартрита. Команда опубликовала новую статью в журнале Science Advances , в которой изложила свои выводы.
Хрящевая ткань в наших коленных и локтевых суставах имеет толщину всего несколько миллиметров, но может выдерживать нагрузки, в 10 раз превышающие вес тела, и выдерживать несколько сотен тысяч циклов нагрузки с минимальными повреждениями в течение жизни человека. Но ткань не регенерирует, когда люди достигают совершеннолетия, и повреждение хряща может быть предвестником таких заболеваний, как остеоартрит. Специалисты по моделированию биофизики RIT и экспериментаторы из Корнелла изучили, что механически происходит с хрящевой тканью на микроскопическом уровне в ответ на сдвиг, чтобы способствовать развитию медицинской визуализации.
«Цель состояла в том, чтобы найти механистическую биофизическую основу, которая может сделать реалистичные прогнозы того, какие изменения происходят в механике и функции хряща при различных путях заболевания», — сказал Мумита Дас, соавтор статьи и доцент в Школа физики и астрономии RIT. «Эта математическая модель основана на экспериментальных данных, поэтому мы можем комбинировать ее с неинвазивными измерениями, такими как МРТ. Имея карту свойств здоровой и поврежденной хрящевой ткани, врачи могут делать прогнозы о том, когда необходимо хирургическое вмешательство, просто на основе изображений без необходимости делать это. инвазивные процедуры».
Постдокторский научный сотрудник RIT Джонатан Мишель был соавтором статьи, а Пэнси Лвин, доктор философии по математическому моделированию. студент из Мьянмы, также выступил в качестве соавтора. Вкладом Корнелла руководили профессор профессор Итай Коэн и профессор Лоуренс Бонассар.
Документ основан на другом недавнем исследовании, опубликованном командой RIT-Cornell в журнале Soft Matter , в котором рассматривается, как свойства хряща сопротивляются разрушению и как мы можем настроить искусственные материалы, чтобы имитировать эти свойства.
«Что касается искусственных синтетических материалов , ничто из того, что кто-либо придумал на сегодняшний день, не может сравниться с хрящом», — сказал Дас. «Если мы сможем понять происхождение прочных и эластичных свойств хряща, это может помочь нам создавать ткани для замены хряща или создавать другие материалы для таких приложений, как мягкая робототехника».
Теги: артрит, протез, робототехника
