شناسایی زودهنگام آرتروز با خواص زیست‌مکانیکی نانومقیاس غضروف‌ها

[ERF@N]

محققان دریافتند: خواص زیست مکانیکی نانو مقیاس غضروف‌ها در مفاصل می‌تواند آرتروز استخوان را در مراحل اولیه تحت تاثیر قرار دهد.

این خواص زیست مکانیکی غضروف‌ها موجب می‌شود تا در طول فعالیت‌های فیزیکی سریع، غضروف‌ها مستعد آسیب باشند.

آرتروز استخوان یکی از مشکلات رایج است که بیش از یک سوم افراد کهنسال از آن رنج می‌برند و در حال حاضر هیچ درمانی برای این بیماری وجود ندارد.

یافته‌های این پژوهش می‌تواند برای شناسایی بیماری در مراحل مقدماتی مفید باشد، همچنین مهندسان بافت می‌توانند از این یافته‌ها برای ترمیم غضروف‌های آسیب‌دیده در بیماران استفاده کنند.

«آلن گرودزینسکی» از موسسه فناوری ماساچوست و نویسنده اول این مقاله می‌گوید: این روش می‌تواند برای شناسایی مراحل اولیه از دست دادن توانایی در اثر فعالیت‌های بدنی روزانه نظیر بلند کردن اجسام یا دویدن و پریدن مفید باشد. همچنین پزشکان می‌توانند از این روش استفاده کرده و بخش آسیب دیده را ارزیابی و در صورت نیاز ترمیم کنند، با این کار بیمار مطمئن می‌شود که قادر به ادامه فعالیت‌های روزانه است.

آرتروز استخوان، یک بیماری دردناک است که در اثر از بین رفتن بخشی از غضروف ایجاد می‌شود. غضروف بافت محکم و انعطاف‌پذیری است که به‌ عنوان بالشتکی برای استخوان محسوب می‌شود، غضروف‌ها مانع از سایش استخوان‌ها به یکدیگر می‌شوند. در مراحل اولیه این بیماری، غضروف مولکولی به‌ نام گلیکوسامینوگلیکان را از دست می‌دهد. از دست رفتن این مولکول موجب می‌شود غضروف توانایی مقاومت در برابر فشارها در اثر فعالیت‌های فیزیکی را از دست دهد.

تا کنون اطلاعات اندکی درباره گلیکوسامینوگلیکان وجود داشته است. محققان نمی‌دانند که چگونه کمبود گلیکوسامینوگلیکان موجب کاهش عملکرد غضروف در حین فعالیت‌های فیزیکی روزانه می‌شود.

برای یافتن پاسخ این سوال، این تیم تحقیقاتی سیستم جدیدی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان خواص زیست مولکولی غضروف را در حین وارد شدن فشار به آن مورد بررسی قرار داد. در حین فعالیت‌های فیزیکی فشارهای مختلفی به غضروف وارد می‌شود که این فشارها در دامنه زمانی متفاوت اعمال می‌شود. اگر غضروف، گلیکوسامینوگلیکان را از دست بدهد، استحکام آن کاهش می‌یابد.

نتایج این پژوهش نشان می‌دهد: کاهش گلیکوسامینوگلیکان در مراحل اولیه می‌تواند روی خواص نانومقیاس غضروف اثرگذار باشد. با این کار توانایی بافت برای مقاومت در برابر فعالیت‌های شدید فیزیکی کاهش می‌یابد.

این گروه نشان دادند که اگر این تغییر خواص سطحی نانومقیاس در غضروف اتفاق بیفتد، محققان آن را شناسایی کرده و به بیمار توصیه‌هایی برای تعدیل فعالیت روزانه ارائه می‌کنند.

یافته‌های این پژوهش در قالب مقاله‌ای در نشریه «Biophysical Journal» به چاپ رسیده است.