Nueva visión mecánica de la artritis

Mayo 5, 2016 Admin Salud 0 4
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El estudio de los modelos de la fricción entre el cartílago pastillas de freno, los investigadores han descubierto un tipo diferente de embrague que es más probable que cause desgaste y daños. Su trabajo sugiere maneras de detectar esta fricción, e indica nuevas líneas de investigación para llegar a la causa raíz de la artritis. Los resultados se publican en la reciente edición de las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

Imagínese que usted va al médico por dolor en las rodillas. Para algunos, esto puede dar lugar a palos incómodas aguja para extraer la sangre para pruebas de laboratorio, o la extracción del líquido que rodea la articulación dolorosa. Pero ¿y si el médico podría realmente escuchar a su cuerpo, para controlar la forma en que suena como la curva de rodillas y flexione? Una búsqueda de Jacob Israelachvili, profesor UCSB de ingeniería química y ciencia de los materiales; estudiante investigador graduado Dong Woog Lee; y el investigador postdoctoral Xavier Banquy dice que es posible.




Por su trabajo, han utilizado un instrumento llamado un aparato de fuerzas de superficie (SFA), un dispositivo que mide las fuerzas de adherencia y fricción entre las superficies, en este caso cartílago - la almohadilla de tejido que cubre los extremos de los huesos en una articulación. La degeneración del cartílago es la causa más común de la osteoartritis - desgaste de las pastillas, dejando hueso de molienda contra el hueso.

Lo que los investigadores han encontrado es que no es cualquier tipo de fricción que lleva al desgaste de la irreversible material. "Se cree que en la actualidad una fuerza de fricción de alta, o" fricción ", es el factor principal en el desgaste de la superficie y el daño", dijo Israelachvili. "Lo que encontramos es que este no es el caso."

La característica fundamental no es una alta fricción fuerza, pero lo que se conoce como la fricción "stick-slip" o, a veces, "fricción estática". Ambos se caracterizan por las superficies que inicialmente se adhieren entre sí y, a continuación, aceleran desaparecen rápidamente una vez que se supera la fuerza de fricción estática. Con fricción stick-slip, las superficies finalmente respirar un poco "a un lado y se deslizan a través de unos a otros, se pegan de nuevo, y se separan, haciendo movimientos bruscos.

"Esto es cuando las cosas se dañan microscopio", dijo Israelachvili.

Stick-slip es un fenómeno común. E 'a cargo de todo, desde el fallo del disco duro y fallas de las computadoras de los coches, las puertas que crujen y música.

"Lo mismo sucede con una cuerda de violín: Incluso si usted está tirando el arco estable, moviéndose a cientos o miles de pequeños golpes por segundo, que determinan el sonido que se oye", dijo Israelachvili. Cada pequeño idiota, no importa lo submicroscópico, tiene un impacto, y con el tiempo la acumulación de estos impactos puede deformar superficies, causando un daño irreparable - primer microscopio, luego hasta las dimensiones macroscópicas (grandes, visibles). Esto es cuando se debe cambiar la cadena.

Pero no es fácil notar la diferencia entre los tipos de fricción a nivel microscópico, donde todo comienza. Articulaciones Smooth-deslizantes pueden sentir lo mismo que los sometidos a fricción estática, o incluso más perjudicial stick-slip, especialmente en las primeras etapas de la artritis. Pero, cuando se mide con una resolución ultra-sensible y alta instrumento como la SFA, cualquier tipo de fricción ha revelado su perfil característico: articulaciones Smooth-deslizantes produjo una línea constante de casi lisa (fuerza de fricción o trazas de fricción); articulaciones con fricción estática aparecieron como un pico, como "pegado" se ha superado, seguido por una línea relativamente suave; mientras que el perfil stick-slip muestra el diente de sierra melladas dos superficies tirando repetidamente aparte, ataque, y separando de nuevo. Según los científicos, estas medidas pueden ser registrados mediante la introducción de un sensor acústico o eléctrico alrededor de las articulaciones, dando una señal similar a un electrocardiograma.

"Con un sensor bien diseñado, esto podría ser una buena manera de medir y diagnosticar el daño al cartílago", dijo Banquy. Podría ser utilizado para medir la progresión, o incluso la detección temprana de los síntomas relacionados con la artritis.

Para un país que se enfrenta a una población geriátrica explosión, que trata de cuestiones relacionadas con la vejez no es un asunto trivial. El diagnóstico precoz de enfermedades como la artritis ha sido una prioridad desde hace muchos años, como los baby boomers avanzan en edad.

Sin embargo, el funcionamiento de las articulaciones es más complicado, dijo Israelachvili. Los científicos continúan su trabajo estudiando líquido sinovial - el lubricante fluido entre las dos superficies del cartílago en las articulaciones - que también juega un papel importante en si las superficies de desgaste, y los roles de los diferentes moléculas sinérgicos (proteínas, lípidos y polímeros) que son todos los involucrados en la lubricación y evitar daños en las articulaciones.

"Hay una serie de direcciones que deben tomarse, tanto fundamental y práctico", dijo Israelachvili. "Pero parece que tenemos que centrar nuestra investigación en la búsqueda de formas de prevenir el movimiento de stick-slip, en lugar de reducir la fuerza de fricción."

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