Si ha sobrevivido años de empujar, tirar, levantar, bajar y las fuerzas de rotación que atacan sus hombros, gracias a su cartílago articular sano. Es el tejido conectivo liso, blanco y lubricante que cubre los extremos de los huesos que se unen en una articulación. Cartílagopromueve el movimiento de baja fricción y ayuda a que los huesos se deslicen sin dolor a través de un amplio rango de movimiento y muchas funciones, cuando es saludable.
Cuando el cartílago se degrada, pueden surgir una serie de problemas. El cartílago tiene una capacidad limitada de autocuración o reparación. Es por eso que uno de los tratamientos para el cartílago gravemente dañado en los centros de atención modernos es la implantación quirúrgica de una articulación artificial. Sin embargo, muchos deestos implantes tienen problemas de rendimiento.
Comprender la biomecánica del cartílago natural podría conducir al desarrollo de mejores implantes artificiales de articulaciones. Ese es exactamente el objetivo de los investigadores de la Universidad Tecnológica de Queensland en Brisbane, Australia. El equipo estudió el cartílago de canguro como un análogo para el tejido humano, y descubrióque una red de proteínas de colágeno cerca de la superficie jugó un papel importante para ayudar al cartílago a absorber las fuerzas sin dañarlas. Este comportamiento fue diferente al de la mayoría de los estudios sobre el cartílago de la rodilla, lo que sugiere que las articulaciones artificiales de rodilla y hombro pueden necesitar un diseño diferente.
Los investigadores informan sus hallazgos en la revista letras de física aplicada , de AIP Publishing.
llenando un vacío de investigación
El equipo estudia los problemas del cartílago del hombro porque el hombro puede sufrir lesiones y eventualmente desarrolla osteoartritis, una preocupación creciente en el envejecimiento y las poblaciones activas ". El cartílago de la rodilla se ha estudiado ampliamente. Sin embargo, solo hay estudios limitados que se centran específicamente en los tejidos del cartílago del hombro"Creemos que [estudiar el cartílago del hombro] es importante, porque, especialmente en actividades deportivas, existe la posibilidad de que el hombro se vea afectado por lesiones y eventual desarrollo osteoartrítico", dijo Yuantong Gu, profesor de la Universidad de Tecnología de Queensland que dirigióel equipo.
El equipo decidió experimentar con el cartílago del hombro de un canguro como un análogo para el tejido humano, que es más difícil de obtener. El canguro es un modelo animal alternativo adecuado para el estudio de la biomecánica del cartílago del hombro humano, según cree el equipo, porqueEl canguro tiene una postura bidpedal, es similar en tamaño a un humano un canguro macho adulto puede pesar casi 150 libras, y la acción de agarrar, golpear y levantar la extremidad del canguro se asemeja a los movimientos humanos mediados por el hombro. Ovejas, ciertas ratas o ratones,o los primates no humanos generalmente se estudian como modelos animales, pero carecen de muchas de estas características similares a las humanas.
Los investigadores probaron cómo se deformaba el cartílago de canguro en una "prueba de indentación", en la cual el tejido fue presionado por una varilla redondeada. Luego agregaron enzimas para degradar componentes específicos del cartílago y volvieron a ejecutar las pruebas.
El equipo experimentó con la degradación de dos componentes principales del tejido del cartílago: los proteoglucanos, un tipo de proteína que constituye gran parte de la matriz extracelular entre las células, y el colágeno, la principal proteína de soporte estructural en la matriz, que también se encuentra encabello y uñas. Ambos tipos de proteínas afectaron el comportamiento de carga del cartílago, pero los investigadores identificaron la red de colágeno del cartílago del hombro como el jugador dominante. Esto difería de otros estudios del cartílago de la rodilla que identificaron a los proteoglicanos como más dominantes.
Mejora de implantes
Los hallazgos de los investigadores resaltan que el cartílago de hombro y rodilla podría diferir significativamente en su respuesta a las cargas externas. Los resultados enfatizan la necesidad de diseñar un material de cartílago artificial para una articulación específica de hombro o rodilla de tal manera que esté personalizado para imitarloel entorno mecánico local diferente al que está sujeto el tejido dentro de una articulación particular, dijo Gu.
Hasta la fecha, los materiales de cartílago diseñados han encontrado dificultades para replicar las propiedades biomecánicas del tejido natural, especialmente su durabilidad, según Gu. "Esperamos mejorar el diseño y la fabricación de materiales de cartílago artificial al aplicar nuestra mejor comprensión de la clavefactores que contribuyen a las propiedades biomecánicas del cartílago natural ", dijo.
Luego, el equipo intenta validar y refinar sus hallazgos. El objetivo final es aplicar sus descubrimientos para mejorar las estrategias de ingeniería de tejidos y diseñar nuevos sustitutos de cartílago biomecánicamente mejorados para los implantes de hombro.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física AIP . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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