研究人员揭示了受伤后关节软骨愈合的新机制

了解膝关节环境如何影响软骨细胞对于关节健康至关重要。了解细胞驱动的软骨退化机制可以支持开发有效的骨关节炎药物干预措施。

骨关节炎等肌肉骨骼疾病的负担日益影响患者的生活质量，并给医疗保健带来巨大成本。为了减轻疾病负担，已经开发了计算模型来预测软骨退化的开始和进展。目前的膝关节模型已经揭示了行走过程中生物力学关节力的发展，以及关节炎症的严重程度。然而，细胞组织水平的计算模型获得的关注要少得多，尽管细胞对软骨组织的变化有显着贡献。因此，需要更好地了解细胞和组织水平的早期骨关节炎机制，以预测早期疾病进展。此外，

作为东芬兰大学 (UEF)、隆德大学 (LU)、爱荷华大学 (UIOWA) 和麻省理工学院 (MIT) 之间的合作，研究人员现已将细胞的影响纳入新的数值模型发现机械负荷和发炎的软骨的退化过程。该模型考虑了不同形式的细胞死亡、氧化应激和促炎生物分子。与之前的生物学实验一样，该模型预测，有害负荷会导致软骨损伤附近的侵袭性细胞损伤和软骨退化，而炎症也会在完整区域引起广泛的退化。

有趣的是，炎症的减轻导致软骨成分的部分恢复，这与以前的文献一致。这一结果表明，该方法可以帮助确定新的早期干预策略的潜在目标，并且它有很大的潜力作为不同抗炎或抗氧化药物治疗的计算“测试轨道”。

“经过全面校准后，该模型可以提供有价值的信息来评估软骨中的药物输送和治疗效果。因此，在我们与爱荷华大学正在进行的合作中，我们将利用该模型研究其抗氧化候选药物的有效性。该模型可以帮助评估何时应该将药物注射到关节中以获得最大益处，以及应该为特定患者使用什么剂量。例如，膝关节中的这些因素可能取决于每个患者的机械和炎症方面，我们的计算模型可以考虑这两个方面，”该研究的主要作者，东芬兰大学的博士研究员 Joonas Kosonen说.

该研究获得了科学、技术和计算博士项目 (SCITECO) 的资助，东芬兰大学的战略资助，芬兰科学院(资助号 334773 – 在 ERA PerMed 框架下，324529)，诺和诺德基金会(授权号 NNF21OC0065373，膝骨关节炎数学建模中心 (MathKOA))、Alfred Kordelin 基金会(授权号 190317)、Maire Lisko 基金会、Sigrid Juselius 基金会、Saastamoinen 基金会、Instrumentarium 科学基金会、瑞典研究委员会(2019 年) -00953——在 ERA PerMed 的框架下)。

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