El modelo computacional permite predecir el inicio y la progresión de la osteoartritis de rodilla en personas con sobrepeso, muestra un nuevo estudio de la Universidad del Este de Finlandia. Un modelo computacional basado en la degradación de la red de fibrillas de colágeno en el cartílago articular fue capaz depredecir el inicio y la progresión de la osteoartritis en personas con sobrepeso durante un seguimiento de cuatro años. En las personas de peso normal, la osteoartritis no se desarrolló dentro de este lapso de tiempo.
El estudio también desarrolló un modelo de la articulación de la rodilla que permite evaluar las respuestas mecánicas experimentadas por las células del cartílago en el cartílago sano y osteoartrítico durante las actividades diarias como caminar. El modelo demostró que tanto la menisectomía como los cambios osteoartríticos en el cartílago causanalteraciones significativas en las respuestas de las células del cartílago.
La osteoartritis es una enfermedad articular que se estima que afecta a alrededor del 5% de la población mundial total. La osteoartritis es la más común en la articulación de la rodilla o la cadera y a menudo se desarrolla como resultado del envejecimiento, pero también puede desarrollarse debido a una carga excesiva olesión en las articulaciones. En Europa, más de 100 millones de personas tienen artritis, y en Estados Unidos, los costos directos de la artritis fueron de $ 51.1 mil millones en 2004. Además, se ha pronosticado que el número de pacientes con osteoartritis de rodilla aumenta en un 40% al final de2050.
La osteoartritis se desarrolla gradualmente, debilitando el cartílago articular y finalmente se desgasta completamente de los extremos de los huesos articulados. En estos casos, el paciente sufre de un fuerte dolor articular y la articulación se pone rígida, lo que a menudo conduce a la incapacidad para trabajar. Cirugía de reemplazo articulares el único tratamiento efectivo para la osteoartritis, por lo que la prevención de la osteoartritis sería una alternativa rentable tanto para el paciente como para la sociedad en general.
Los métodos de simulación desarrollados pueden encontrar uso en la atención médica especializada en el futuro
El estudio utilizó un método de modelado computacional que integra los niveles celular y tisular del cartílago articular para analizar la función del cartílago articular durante el inicio y la progresión de la osteoartritis. El método simuló el efecto de la composición, estructura y diversas estructuras del cartílago articular.cargas en el volumen, la forma y las respuestas mecánicas de las células del cartílago.
En comparación con el cartílago sano, el volumen celular del cartílago osteoartrítico aumentó como resultado de la carga mecánica. La modelización indicó que los factores explicativos más importantes para el aumento del volumen celular fueron la densidad de carga fija pericelular, es decir, el número de moléculas de proteoglicano, yLa rigidez de la red de fibrillas de colágeno.
El estudio también analizó el efecto de la menisectomía, un método comúnmente utilizado en cirugía de rodilla, y simuló el sobrepeso en las respuestas celulares. Tanto la menisectomía como el sobrepeso simulado aumentaron sustancialmente las presiones de líquidos en la célula y el tejido del cartílago durante la marcha, pero no tenían unSin embargo, en el cartílago osteoartrítico, las células se comprimieron y alargaron más, probablemente debido a la integridad alterada del cartílago.
Durante el reposo, las cepas se amplificaron más en la célula que en el tejido pericelular en los cartílagos sanos de las articulaciones, pero se observó lo contrario en el cartílago de las articulaciones osteoartríticas. Es posible que la función del tejido pericelular sea proteger las células del cartílago de cambios repentinos yPromover la salud del cartílago.
El estudio también desarrolló algoritmos computacionales para la degradación de la red de fibrillas de colágeno en el cartílago articular y su reorganización para predecir el desarrollo y la progresión de la osteoartritis causada por el sobrepeso y el daño del cartílago. La estimación obtenida del algoritmo de degradación estaba bien enen línea con la progresión clínicamente observada de la osteoartritis durante un seguimiento de cuatro años.Además, se observó que la estructura de la red de fibrillas de colágeno en el cartílago dañado mecánicamente estaba desorganizada en la vecindad de la lesión, lo que sugiere que una lesión de cartílago expone el cartílago a másdañar.
La comprensión profunda de los efectos de la carga anormal, la osteoartritis temprana y las lesiones mecánicas en las respuestas celulares y tisulares en el cartílago permite desarrollar nuevas estrategias para el reconocimiento, la prevención y la desaceleración de la progresión de la enfermedad. Los métodos desarrollados enEl estudio puede extenderse en la atención médica especializada en el futuro. Sin embargo, será necesaria una validación clínica rigurosa antes de que puedan introducirse en el uso clínico.
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Materiales proporcionado por Universidad del Este de Finlandia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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