软骨表面修复植入材料的生物摩擦学研究
未经治疗的膝关节软骨缺损可导致骨关节炎，症状包括持续疼痛、僵硬和活动能力下降。目前对软骨缺损的治疗仅限于病变的大小和特定的年龄组。软骨表面植入物是一种很有前途的替代治疗方法，适用于中年患者，他们不再适合再生治疗，但又太年轻，不适合全膝关节置换术。植入物的成功与否是通过观察该部位在体内的摩擦、润滑和磨损(摩擦学特性)来衡量的。Alicia Damen博士的研究着眼于两种新型软骨表面修复植入物的开发，以治疗软骨缺损，并研究了它们的摩擦学特性。
关节软骨在膝盖传递负荷，为膝关节关节提供光滑润滑的表面。所以，简单地说，这样的软骨对运动的方便很重要。因此，超低摩擦和增强润滑是健康的基本特征关节软骨在膝关节。
但是，当受损的软骨被植入物如局灶性膝关节表面置换植入物，其摩擦性能需要足够，以确保相对的软骨在滑动或滑行过程中不会进一步受损。这取决于膝盖的各个方面，如软骨和滑液成分。在她的博士研究中，Alicia Damen开始探索这些方面。
软骨成分
首先，达门研究了软骨成分的重要性，他展示了两种软骨表面植入物，一种由钴铬制成，另一种由不可降解的聚碳酸酯-聚氨酯(PCU)制成，在与健康的光滑软骨摩擦时表现良好。然而，随着时间的推移，当相反的软骨发生关节炎时，这会造成进一步的损伤。
其次，达门评估了植入物本身是否随着时间的推移在体内变得粗糙，因为这可能会损害它们的性能。详细的表面轮廓分析表明表面纹理一种钴铬种植体和两种类型的PCU种植体，每一种都有不同的茎杆刚度，以不同的方式变化。在这里，茎是植入物的一部分帮助植入物固定在骨头里。这表明，不同的磨损机制取决于表面材料和阀杆的刚度。
这些坚硬的，不可吸收的种植体不能随着时间的推移而适应，在中期或长期会变得不稳定。这些植入物可能会推迟完全关节置换的需要，但它们不是长期的解决方案。
海洋
在论文的第二部分，达门研究了一种新的再生仿生植入物作为长期治疗。这种植入物基于充满水凝胶的经编衬垫织物，称为水衬垫。同时压缩和运动，应用于一个定制的设备来模拟步态或行走周期，揭示了间隔织物的方向和水凝胶的膨胀潜力影响相反的软骨磨损。
为了防止间隔纤维引起的软骨损伤，研究人员使用了一种更柔软的纺织材料，即聚己内酯(PCL)，来研究植入物的放置效果。当HydroSpacer植入物置于软骨稍深处，使其与周围软骨不平直时，观察到的相反软骨磨损量最小。
滑液
滑动表面之间的摩擦可能导致磨损。因此，我们测定了各种滑液成分对软骨与金属种植体表面之间关节的润滑能力，并与两种软骨表面进行了比较。
结果表明，蛋白聚糖4(也称为润滑素)是减少软骨和相反表面之间摩擦的关键成分。接下来，Damen确定了HydroSpacer表面的PCL是否可以逐层涂覆。结果表明，该涂层能够吸附天然色分子蛋白聚糖4，从而减少该植入材料与软骨接合时的摩擦。
植入潜在
总之，Damen的研究提出了两种用于治疗局灶性软骨缺损的新型软骨表面修复植入物，评估了它们的摩擦学行为，并提出了改进和未来研究的方法。
这两种类型的植入物都有可能成为中年患者局灶性软骨缺损的替代治疗方法。从Damen的工作中获得的见解将有利于高级植入物的发展，这反过来将推迟或减少对全膝关节假体的需求。
