科学家开发生物物理模型来帮助更好地诊断和治疗骨关节炎
来自罗切斯特理工学院和康奈尔大学的科学家们联手探索软骨组织的独特特性,希望能改善骨关节炎的诊断和治疗。研究小组在《科学》杂志上发表了一篇新论文科学的进步概述他们的发现。
软骨组织我们的膝关节和肘关节只有几毫米厚,但可以承受高达体重10倍的载荷,并在一个人的一生中承受数十万次载荷循环,损伤最小。但一旦人们成年,软骨组织就不会再生,软骨损伤可能是骨关节炎等疾病的前兆。RIT的生物物理建模人员和康奈尔大学的实验人员研究了机械上发生了什么软骨组织在微观层面来帮助推动医学成像的进步。
该论文的共同高级作者、RIT物理与天文学院的副教授Moumita Das说:“我们的目标是找到一个机械生物物理学框架,可以对各种疾病途径中软骨力学和功能发生的变化做出现实的预测。”“这数学模型由实验数据提供信息,所以我们可以将其与核磁共振等非侵入性测量相结合。有了健康和受损软骨组织的属性图,医生可以仅通过成像就预测何时需要手术干预,而不必进行侵入性手术。”
RIT博士后研究员乔纳森·米歇尔(Jonathan Michel)是这篇论文的共同第一作者,来自缅甸的数学建模博士生佩斯·Lwin也担任了合著者。康奈尔大学的贡献由Itai Cohen教授和Lawrence Bonassar教授指导。
这篇论文建立在另一篇论文的基础上RIT-Cornell团队最近发表在软物质它着眼于软骨的抗断裂特性以及我们如何调整人造材料来模仿这些特性。
“就人造而言合成材料达斯说:“在美国,到目前为止还没有人能与软骨相比。”“如果我们能够了解软骨强健和弹性特性的起源,它可以帮助我们设计组织来替代软骨或者为软机器人等应用制造其他材料。”
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