桥梁工程如何帮助你的膝盖

研究表明，用于建造安全桥梁的结构工程原理可以帮助预防膝关节骨关节炎。

当关节软骨磨损导致骨骼间摩擦增加时，骨关节炎就会发生，这是一种常见的、使人衰弱的关节炎。

目前，除了减轻疼痛或更换受影响的关节(如膝盖或臀部)外，没有其他治疗方法。

然而，由莫道克大学教授布鲁斯·加德纳和西澳大学教授大卫·史密斯领导的一个国际团队正在开发工程师应用于桥梁的结构可靠性分析的数学工程模型。

他们说，这种方法可以促进我们对骨关节炎如何演变的理解，以及一个人如何改变他们的生活方式来预防发病。

加德纳教授说:“我们的基本想法是，生物系统是如此复杂，我们无法通过传统的临床方法来理解它们，这些方法涉及映射网络和线性关系。”

“系统中发生了太多事情，反馈也太多。

了解这些系统如何工作的唯一基本方法是通过物理或工程的数学方法。

该方法由模型提供信息，例如流体流动化学反应和质量守恒，并对系统的行为方式提出了限制。

例如，研究人员已经开始建模软骨细胞修复损伤，包括细胞外基质(ECM)的产生-为周围细胞提供结构支持的分子分泌物。

在周期性负荷下，如行走时，软骨会产生ECM，但在静态负荷下，如站立时，则不会。

研究人员热衷于更好地理解力学、激素环境和化学环境之间的关系。

加德纳教授表示:“软骨的作用就像海绵，所以(当你站立时)液体从软骨中挤压出来，细胞就会被压缩，组织就会受到压力，从而停止生产。”

“如果你去散步，你会把液体挤进挤出，细胞会产生更多的ECM，它们会被生长因子和营养物质冲洗，它们会摆脱废物，这是一种更健康的情况。

“但如果你太过了，你的软骨就会开始磨损。”

找到健康的平衡点软骨可能每个人都不一样，这使得向模型输入更多信息至关重要。

加德纳教授说:“我们希望能够说:这是你的走路方式，这是你的关节大小和BMI，我们可以得到你的基因组，最后，这是对保持膝盖健康的最佳策略的预测。”

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