骨关节炎发展过程中骨软骨单元的三维全场应变分布

Sarah Davis等作者在View期刊发表了一篇关于骨软骨单元的应变模式在导致骨关节炎（OA）的早期病理变化中起关键作用的研究报告。
      他们从 Dunkin–Hartley 豚鼠胫骨获取直径 4 mm 的骨软骨柱状样本（年龄分别为 2、4 和 24 个月；n = 6，分别代表 无骨关节炎（前期）、早期骨关节炎和晚期骨关节炎），并用 1:2 铪取代 Wells–Dawson 多金属氧酸盐进行染色。计算无约束压缩残余应变（εp1、εp3 和 γ）。施加载荷分别对应体重的 2 倍（BW；L1；n = 3）或 4 倍（L2；n = 3）。骨关节炎严重程度通过组织学方法加以确认。

       他们采用 X 射线计算机断层扫描（CT）和德国LaVision公司的数字体积相关软件DaVis-DVC，测量并比较了骨关节炎进展过程中骨软骨单元内的残余应变分布。

上面两图显示了他们的实验测量结果。

他们观察到：在 L1 条件下，前 OA 阶段的峰值应变较低（约 200,000 με，εp3；约 160,000 με，γ），并且在软骨、钙化软骨（CC）和软骨下骨（SB）中均匀分布。在早期 OA 中，应变集中于软骨表面（同时观察到降解性变化），并随着疾病进展而增强（约 300,000 με，εp3；约 200,000 με，γ）。

在 L2 条件下，前 OA 阶段在软骨表面和钙化软骨中检测到更高的压缩和剪切应变（峰值 εp3 = 258,395 ± 36,076 με；峰值 γ = 174,075 ± 32,522 με）。随着 CC 厚度增加，中层和深层的应变也随之升高。在严重 OA 标本中，软骨下骨的微裂纹与高 γ 和高 εp1 相关。

研究结果表明：应变分布的变化具有深度依赖性，并可能与早期 OA 发展过程中 CC 的逐渐增厚相关，这种变化甚至可能促进疾病发展。

注：上述内容翻译摘录于下面参考文献：

S. Davis, K. Karali, J.Zekonyte, M. Roldo, G. Blunn, VIEW. 2025,20250062. https://doi.org/10.1002/VIW.20250

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