افزایش طول عمر مفاصل مصنوعی

در یک مفصل طبیعی ران، سطح تماس دو استخوان گوی و کاسه ای توسط لایه نازکی از مایع مفصلی روان سازی می شود که توسط غضروف ترشح می شود. در زمان جایگزینی مفصل ران با یک مفصل مصنوعی، غضروف نیز از درون مفصل خارج می شود. بر پایه این گزارش، با وجود این که بدن هنوز هم مقداری مایع مفصلی ترشح می کند، میزان این مایع برای روانسازی مناسب گوی و کاسه مصنوعی کافی نیست و اصطکاک بین سطوح مفصل می تواند منجر به تحریک یک واکنش خودایمنی در بدن شود. این وضعیت موجب تضعیف پیوندهای موجود بین مفصل مصنوعی و استخوان های مرتبط شده و در نهایت عملکرد آن را مختل کند. محققان برای حل این مشکل به جای استفاده از مفاصل مصنوعی با سطوح صاف، مفاصلی را ساختند که روی سطح تماس آن ها حفره هایی به شکل مربع، مثلث یا بیضی وجود دارد.

این حفره ها شباهت زیادی به ناهمواری های موجود در سطح غضروف طبیعی دارند. سپس محققان عملکرد این مفصل ها را آزمایش و با عملکرد مفاصل دارای سطح هموار مقایسه کردند. در این تحقیقات مشخص شد حجم ماده روان کننده در مفاصل دارای ناهمواری های مربعی و مثلثی، 3.5 برابر بیش از مفاصل هموار است و این لایه روان کننده در مفاصل دارای ناهمواری های مربع شکل، در کمتر از یک ثانیه ایجاد می شود. پس از بررسی مفاصل در پایان آزمایش نیز مشخص شد مفصل دارای ناهمواری مربعی فاقد هرگونه آسیب و خراشیدگی است و روی مفصل دارای ناهمواری مثلثی چند خراشیدگی کوچک ایجاد شده است. در نهایت محققان به این جمع بندی رسیدند که مفاصل مصنوعی که در سطح آن ها ناهمواری هایی به شکل مربع وجود دارد، مناسب ترین و بادوام ترین نوع از مفاصل مصنوعی هستند. گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials منتشر شده است.