بسم الله الرحمن الرحيم الصلاة والسلام علي سيدنا
محمد سيد المرسلين وعلي أهلي وصحبي أجمعين محارتنا
اليوم الخامسة في مساق ال biomechanics two هتكون
موضوعنا عن ال biomechanics of articular cartilage
وإحنا زي ما إحنا شايفين بالرسم التوضيحي أمامنا ال
cartilage هو عبارة عن سطح أملسموجود بين الـ two
adjacent bone اللي بيشكله ال joint و بتعمل عملية
تقليل الاحتكاك ما بين المفصل و هو ال articular
cartilage كمان مافيش فيه sensation عشان هيك احنا
مابنحسش في القلم الا اذا صار فيه تأكل في هذا ال
cartilage و كمان مافيش فيه vascularization عشان
هيك فعندهش قدرة على ال regeneration مرة تانيةال
articular cartilage هو عبارة عن highly specialized
class of connective tissue with high mechanical
properties
movement it is intention even no stress is present
و عادة بيكون ال .. ال cartilage مشنود عادة بي ..
بيقاوم ال compressive و ال shear forcesوكمان في
نفس الوقت بيتمتع بحاجة اسمة resilience and
elasticity بالمرونة اللي الكافية لإن هو عنده قدرة
على امتصاص ال energy و release كمان لل energy
معناه كلمة resilience is the ability of the
material to absorbenergy when it is deformed with
deformed ال elast .. يعني .. يعني لما بيصير فيه ال
.. عملية ال deformation أو التغيير على الشكل بعد
هيك بعد ما يروح ال compression بيصير release وهدي
لل energy إذا صار في unloading طيب إيش ال types of
ال cartilage؟ هي عندنا الhyaline cartilage اللي هو
ال most common typeموجود في ال synovial joint و ال
freely movable .. movable joint و هو عبارة عن طبقة
من ال .. خلينا نقول ..
هو طبقة ملساق موجودة تكون تقريبا حوالي مواحدة خمسة
ملي من ال .. ال white layers of connective tissue
بتكون موجودة ما بين أسطح ال .. ال articular .. ال
joints على أساس بتمنع الاحتكاكو في عندنا ال
elastic cartilage هو ال .. ال cartilage اللي موجود
حوالين ال external ear و في عندنا كمان ال
fibrocartilage اللي هو عبارة عن ال cartilage اللي
موجود على ال .. حوالين ال annulus فيبروسز في ال
intervertebral discوكمان موجود في ال meniscus of
the knee اللي هي عبارة عن pads او مخدات موجودة
بتزود ال congruence تبع اني joinedطبعا إيش وظيفة
ال articular cartilage وظيفته أول حاجة هو self
-lubricants أو self-lubricating تشيوه بيعمل عملية
ال lubrication أو التشحيم أو تزييد تبعت المفصل
إحنا بنعرف أي مفصل إذا كان قلت التشحيم اللي فيه
بتصير عملية الاحتكاج ورده فوظيفته أول إشي يمنع
الاحتكاجبيمسمح للحركة يبقى the primary function to
allow movement of the surface with minimal
friction and wear لأنه إذا صار في عندنا friction
أو صار في احتكار عملية ال wear and tear بتحصل و
بعدها بيتبعها طبعا كتير من القلم و loss of
function و ال stiffnessduring the joint motion the
cartilage is continuously exposed to gravitation
stress وكمان stress produced by muscle contraction
احنا ال weight bearing على ال joint عادة يعني احنا
و احنا واقفين بيكون في عندنا ضغط من ال weight of
the headعلى ال cervical spine و من ال cervical
spine بنزل مع ال shoulder girdle بنزل الوزن على ال
vertebra thoracic و بعدين على ال lumbar و بعدين
بنزل على ال both lower limbs فطول الوقت في
compression على ال cartilage of the joints اللي
احنا واقفين و واقفين عليهافبالتالي بيكون في عندنا
stress على ال .. المفاصل و كمان لما بيصير في عندنا
muscle contraction فال articular cartilage بيكون
برضه من خلال الحركة لما بيصير في عندنا muscle
contraction مع أن بيصير في عندنا حركة على المفصل
بيصير برضه عملية tension على هذا ال .. ال
cartilageال cartridge هو مافيش فيه blood supply زي
ما احنا حكينا في البداية ولا فيه lymphatic
channels ولا فيه neurological innervation هذا يعني
انه هو يعني ضعيف من ناحية تقضية التروية الدموية
فيه لإن ماتباخدش تروية مباشرة عن طريق blood
vesselsعشان هي كمان بيصيرش فيه عملية ال
regeneration لو صار فيه destruction و عملتيله
الاتر بتكون بتحصل لإنه هو دائما قولنا بيكون
exposed ل stress و كانت فيه gravitational أو ال
stress من ال muscle contractionsطيب ال .. ال
cartilage ال forces اللى بتعرضلها ال cartilage فى
عندنا rotatory component و فى عندنا non rotatory
component ال rotatory component اللى بتكون ناتشة
عن ال movement اللى هى تبعت ال segment أو ال
rotation تبعت المفصل فعادة ال muscle contraction
لما بيحصل بيعمل movement على افترضنا على ال elbow
joint مثلا ال biceps بده تعمل affliction لال elbow
jointفي هذه الحالة القوة الناتجة عن ال muscle
contraction اللي احنا بنسميها ال biceps بتشتغل على
.. بتتحلل لتنين من ال forces ال rotatory force
اللي هي بتعمل عملية ال movement أو ال rotation أو
ال angulation اللي بيصير في المبصرو ال non
-rotatory component اللي هي بتكون parallel على ال
axis of the segment و عادة بتكون وظيفتها ان تعمل
stabilization لالجذب لو تخيلنا انه ال .. كل مفصل
كل ما صارت فيه حركة بده يزوغ المفصل فهذا أكيد
بيكون مؤلم للغاية فعادة ال .. ال muscle
contraction بيعمل stabilizationللمفصل كمان فهذا
بيأثر على ال articular cartilage من ناحية انه ممكن
يصير في عندنا compression load او ممكن يصير في
عندنا shearing .. shearing load و tensile load
طبعا ال .. ال articular ال .. ال .. بيصير ال force
عن طريق ال compression على ال articular surfaces
against each other لإن هو بده يثبتهم مع بعض عشان
ما ي ..ما .. مايزغوش هاد ال force عادة بتكون مهمة
زيها زي ال rotatory force لإنها بتبدأ عادة بتكون
موجودة في بداية الحركة عساس إنها تثبت المفصل من
عملية ال .. الإزاحة أو الزواغانthe .. so the joint
cartilage has to sustain a compression stress
considerable degree which cause wear and tear of
the articular cartilage and the joint surfaces
طبعا عملية ال wear and tear بتصيرلأن عملية
الاحتكاك اللي هي وظيفة ال cartilage نفسه أساسا
إنها تمنعها بس طبعا لإن هو بيتعرض بستمرار بستمرار
لهذه ال compression فممكن يتعرضوا لل wear and tear
أو ال damage طيب وظيفة تانية لل articular
cartilageإنها بتوزع ال load احنا قلنا بتسوّد
المساحة تبع المفصل ف بيقل ال pressure قلنا هو ال
pressure عبارة عن ال force على ال area كل ما كبرت
ال area لإن هي ال area هي في المقام فكل ما كبر
المقام كل ما بقل ال stress اللي موجود على السطح
يبقى ال contact stress decrease ليش؟ لأن ال stress
بساوي ال force على ال area طبعا it changesthe
contact area during joint motion minimize the
stress which may cause wear and tear upon the
cartilage so that stress is not concentrated at
one small areaتوزيع المساحة .. توزيع القوة على
اللي المساحة بيقلل من ال stress اللي حاصل و بيقلل
من عملية ال wear and tear على المفصل طب و من إيش
بتكون هذا ال cartilage؟ هو ال compositionالو طبعا
فيه collagen و فيه proteoglycan و فيه water و
inorganic salt زي أي شي في جسم الإنسان المكون ..
الأكتر مكون الو بيكون water و كمان ال collagen و
ال proteoglycanطبعا ال stress بتوزع على ال .. عن
طريق .. على ال cartridge و بعمل زي شكل ال wave
يعني زي .. زي الموج كده بت .. بتوزع يعني بنزل على
المنطقة اللي بيكون فيها ال .. الضغط و بعدين بيبدأ
ينتشر على شكل wavesطبعا ال .. that lead to the
development of shear and tension stresses which
must be taken up by tension resisting network اللي
هو ال collagen fibers و تركيبته و هنتعرف عندنا كيف
ان هو بيتكون من تلت طبقات، التلت طبقات هذه تركيبة
ال collagen فيها بتختلفعشان في كل نوع منها بتقاوم
نوع من ال forces اللي applied يبقى ال .. ال
network هذا بتكوّل من إيش؟ من collagen fibrils
which ranges from 15 to 22 percent of the network
تبعال .. ال cartilage و في حاجة اسمة proteoglycan
اللي هو content حوالي 4 ل 7% من ال wet .. wet ال
.. من المكون الرطب و كمان في عندنا ال water و ال
inorganic salts اللي بتشكل حوالي من 60 ل 5 او 80%
و طبعا في matrix و protein و glycoproteins و
lipids و ما إلا ذلكطيب الcollision كيف تركيبته؟
إيش هو؟ الcollision has a high level of structural
organization لإن هو بتكون من تلت طبقات result in
optimum mechanical properties اللي بتعطي أصل أصلا
ال mechanical properties تبع ال cartilage نفسه
اللي هي ال function of collision بيعطينا tensile
stiffnessand strength properties as ال fibers are
in tension even لو ماكنش في عندها stresses applied
وكمان في عندنا بي .. بيعطي ال cartilage stress
يعني resistant لل stress و ال strains على ال
articular cartilage يعني بيقوم ال stress و ال
strain اللي بيكون على ال cartilageبنسبة
للـarrangement للـcollision هنلاقي أنه هو في عبارة
عن تلاتة zones و .. و zones هذه separated تركيبة
الـcollision فيها بتختلف من ال superficial ل ال
deep طبعا كل واحدة إلها properties خاصة فيها بتقوم
stresses معينةالـ superficial layer بتقاوم دائما
الـ tensile stretch لأنها هي بتكون معرضة أكتر إشي
لـ tensile forces بتشكل عشرة لعشرين في المية من ال
total thickness وكمان هي عبارة عن densely packed
fine fibrils elliptical شكلها بيضاوي and flattened
زي ما إحنا شايفينها بهذا الشكلهنا هي عبارة عن
elliptical بيضاوية و .. و مسطحة و بت .. بتكون
مرتبة parallel to the articular surface يعني احنا
دائما كنا بنمثلها في التعليم الوجاهي بنمسك خمس
أقلام و بنمسكهم كده و بنصفطهم و بنمسكهم بالعرض و
بنحاول اننا نجدهمأو نكسرهم طبعا صعب كتير ان نقدر
نتعجهم او .. او .. او نشدهم فهذا لأنه في مقاومة
كبيرة لهم و هم مرتبين in parallel way طبعا ال
arrangement هذا sort of protecting not allowing
the fiber to move apart without losing tensile
strength طب نشوف ال zone التانية ال middle zone
بتشكل 40لـ 60% من الـ total thickness هذه الـ zone
بتكون مرتبة randomly distributed in oblique way زي
ما احنا شفناها في الحلقات هنشوفها في هذا الشكل
شايفين هنا ال surface كيف هنا parallel و ال middle
zone بتكون randomly و هنروح لل deep zone اللي هي
بتكون شكلة وقفة عموديا طيب ال deep zoneهي بتشكل 30
% من الـ total thickness و هذه الـ zone
arrangement بتكون perpendicular to the cartilage و
بتكون قريبة من ال TED mark اللي هي الحد الفاصل ما
بين ال bone و ال inter surface ال inter surface of
the bone و ال cartilageهذه تكون الـ Parallel
Orientation للـ Fibers الموجودة في السطح تختلف
خواصها عن الـ Perpendicular Orientation
البراليل فوق في السطح بتعطينا stiffness أكتر لل ..
لل tensile force و ال perpendicular بتعطينا
stiffness أكتر ل ال compression force طبعا tensile
stiffness of the superficial layer بتقريبا بشكل
عشرين مرة أكتر من ال deep zone
طبعا هذا الشكل اللي بيوضح أن الترتيبة تبعت ال
different zones of the cartilage superficial وهي
بتشكل العشرة لعشرين في المية وهي برا لل fibers هذي
middle zone randomly organized أما ال deep zone
فهي
perpendicular فهي يعني بتقاوم أكتر ال .. يعني نفس
الإقلام هدول اللي كنا حاكينا عنهم بالأول لو
مسيكنهم بشكل .. بشكل عموده سهل أننا اننا لو .. لو
شدناهم يتفرقوا عن .. عن بعضهم
طيب there is decrease in tensile stiffness or
strength كل ما راحت روحنا deeper في ال surface كل
ما زادت ال distance from the surface of the
articular cartilage ال superficial layer is
protective for the articular cartilage وظيفتها
انها ت resist the tensile strain produced by
compression and friction at the joint والدي بصتون
هي بتعطيني resistant أكتر لـ compression load due
to its perpendicular orientation طيب الـ
proteoglycan هو المكوّن التاني من مكونات الـ
cartilage articular cartilage ال function تبعته هي
عبارة عن عملية بتعمل عملية الترابط ما بين ال .. ال
.. زي هي تقولوا المادة اللاصقة تبعت ال .. ال
collagen fibersهي large protein polysaccharide
molecules composed of protein core to which one or
more glycosaminoglycans
اللي هي اختصارها الـ GAGs are attached طبعا الـ
proteoglytin are strongly hydrophilic substance
طبعا occupying large solvent domains in the
aquatic solution طبعا هو وظيفته انه يعمل الترابط
اللي هو عبارة عن الـ bending substance to the
collagen molecule at a certain level within the
cartilage وكأن هو الغرة اللي بيمسك ال collagen
fibers مع بعضها لما بيصير في عندنا when stress is
applied to the cartilage surface في عندنا
interestantious deformation بيصير فيه تغيير على
شكلال .. ال cartilage بيكون .. بسمح في ال ..
التغيير هذا في الشراب ال proteoglycan لإن هزيل
كأنه مادة لاصقة و لذيجة كمان في نفس ال ..الوقت طيب
احنا هيك اليوم بنكون وصلنا لنهاية محادرتنا في ال
articular cartilage و هنتعرف على الخواص تبعته أكتر
في المحادرة القادمة ان شاء الله