TRIBOLOGIA - Dwumiesięcznik naukowo-techniczny
Czasopismo

ARTYKUŁ:

Andrzej RYNIEWICZ, Anna M. RYNIEWICZ
IDENTIFICATION OF FRICTION CONDITIONS IN HUMAN JOINTS (IDENTYFIKACJA WARUNKÓW TARCIA W STAWACH CZŁOWIEKA)

The purpose of the paper is to explain the friction conditions and the lubrication mechanism in healthy joints, based on rheological tests of synovial fluid and the identification of structures and the shape of articular surfaces. The tests were performed on cadaver preparations of large lower limp joints: hip, knee, and ankle joints. The analysis included combined experimental activities with the use of modern research and test techniques in the area of viscosity and microscopy as well as diagnostic imaging, image analysis, modelling, and FEM simulation. The tests performed allowed for the analysis of lubrication process which can be described as bioelastohydrodynamic lubrication (BEHL). The most important are viscoelasticity properties of the synovial fluid and the process whereby the external load is taken over by the pressure generated by a set of oil wedges of synovial fluid formed by naturally wavy articular surface. The multi-layer structure of the joint is characterised by variable wavy shape of cartilaginous surfaces and of bone tissue and by the variable wavy thickness of the cartilage.

 

Celem opracowania jest wyjaśnienie warunków tarcia i mechanizmu smarowania w stawach prawidłowych na podstawie badań reologicznych cieczy synowialnej i identyfikacji struktur oraz kształtu powierzchni stawowych. Materiałem badań były stawy z preparatów kadawerskich. Badano duże stawy kończyny dolnej: biodrowe, kolanowe i skokowe górne. Analiza obejmowała skojarzone działania eksperymentalne z wykorzystaniem nowoczesnych technik badawczych w obszarze lepkości i mikroskopii oraz diagnostyki obrazowej, analizy obrazu, modelowania i symulacji numerycznej MES. Przeprowadzone badania pozwoliły na analizę procesu smarowania, który może być określony bioelastohydrodynamicznym smarowaniem (BEHL). Dominujące znaczenie mają lepkosprężyste właściwości mazi stawowej oraz proces polegający na przejęciu obciążenia zewnętrznego przez ciśnienie generowane w układzie klinów smarnych wypełnionych mazią a utworzonych przez anatomicznie pofalowane powierzchnie stawowe. W wielowarstwowej budowie stawów występuje falista zmiana kształtu powierzchni chrzęstnych, falista zmiana kształtu powierzchni kostnych oraz falista zmiana grubości tkanki chrzęstnej.

Plik artykułu:

2017-08-29-Tribol_17v48n3_p127_136.pdf

Publikacja:

3/2017

Strony:

127 - 136
Roczniki do 2012 roku.

.:| Designed by Arkadiusz Rzucidło |:.