Efecto de la degradación y la osteoartritis en las propiedades viscoelásticas del cartílago articular de la rodilla humana: un estudio experimental y modelado constitutivo
Autores: Khajehsaeid, Hesam; Abdollahpour, Zanko; Farahmandpour, Hedyeh
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Efecto de la degradación y la osteoartritis en las propiedades viscoelásticas del cartílago articular de la rodilla humana: un estudio experimental y modelado constitutivo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Cartílago articular
Osteoartritis
Comportamiento mecánico
Degradación
Propiedades viscoelásticas
Daño tisular
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
El cartílago articular, como un tejido blando hidratado que cubre las articulaciones diartrodiales, tiene un papel fundamental en el sistema musculoesquelético. La osteoartritis es la enfermedad degenerativa más común que afecta a la mayoría de las personas mayores de 55 años. Esta enfermedad afecta la elasticidad, el mecanismo de lubricación, la función de amortiguación y la capacidad de absorción de energía del cartílago articular. Con el fin de investigar el efecto de la osteoartritis en el rendimiento del cartílago articular, se investigó experimentalmente el comportamiento mecánico del cartílago articular de la rodilla humana. Se aplicó una deformación cíclica progresiva más allá del rango fisiológico para facilitar la degradación del tejido. La respuesta de relajación del tejido dañado se modeló mediante un modelo viscoelástico no lineal de orden fraccionario en el marco de deformaciones finitas. Se demuestra que el modelo fraccionario propuesto reproduce bien el comportamiento mecánico del tejido utilizando un bajo número de parámetros. También se investigó la alteración de los parámetros del modelo a lo largo de la progresión del daño del tejido. Esto ayuda a predecir el comportamiento mecánico del tejido osteoartítico en función del nivel de daño previo. Se concluye que, con la progresión de la osteoartritis, el cartílago articular pierde sus propiedades viscoelásticas, como la capacidad de amortiguación y absorción de energía. Esto también se acompaña de una pérdida de rigidez que se deteriora más rápidamente que la viscosidad a lo largo de la evolución del daño del tejido. Se considera que estos resultados son significativos para comprender mejor la degradación del cartílago articular y la progresión de la OA, así como en el diseño de cartílagos articulares artificiales.
Descripción
El cartílago articular, como un tejido blando hidratado que cubre las articulaciones diartrodiales, tiene un papel fundamental en el sistema musculoesquelético. La osteoartritis es la enfermedad degenerativa más común que afecta a la mayoría de las personas mayores de 55 años. Esta enfermedad afecta la elasticidad, el mecanismo de lubricación, la función de amortiguación y la capacidad de absorción de energía del cartílago articular. Con el fin de investigar el efecto de la osteoartritis en el rendimiento del cartílago articular, se investigó experimentalmente el comportamiento mecánico del cartílago articular de la rodilla humana. Se aplicó una deformación cíclica progresiva más allá del rango fisiológico para facilitar la degradación del tejido. La respuesta de relajación del tejido dañado se modeló mediante un modelo viscoelástico no lineal de orden fraccionario en el marco de deformaciones finitas. Se demuestra que el modelo fraccionario propuesto reproduce bien el comportamiento mecánico del tejido utilizando un bajo número de parámetros. También se investigó la alteración de los parámetros del modelo a lo largo de la progresión del daño del tejido. Esto ayuda a predecir el comportamiento mecánico del tejido osteoartítico en función del nivel de daño previo. Se concluye que, con la progresión de la osteoartritis, el cartílago articular pierde sus propiedades viscoelásticas, como la capacidad de amortiguación y absorción de energía. Esto también se acompaña de una pérdida de rigidez que se deteriora más rápidamente que la viscosidad a lo largo de la evolución del daño del tejido. Se considera que estos resultados son significativos para comprender mejor la degradación del cartílago articular y la progresión de la OA, así como en el diseño de cartílagos articulares artificiales.