بسم الله الرحمن الرحيم الصلاة والسلام على سيدنا
محمد سيد المرسلين محاضرتنا السادسة في مساق ال
biomechanics two عن استكمالها لمحاضرة ال
biomechanics of articular cartilage واليوم هنتكلم
عن ال biomechanical properties of the articular
cartilage أول property هنتكلم عنها هي ال
viscoelasticity احنا من .. من زمان بنعرف أنه ال
viscosity هي خاصية من خواص اللي بتعطي الليونة و
المرونة للأشياء و ال elasticity هي المرونة
وقدرة الأشياء على إنها تتعيق .. يعني ترجع لوضعها
قبل ما تكون معرضة لل stress ينصير في عندنا المصطلح
من خلينا نقول كلمتين viscoelasticity يبقى هي إذا
كان بنتكلم عنها هنتكلم عن قدرة الـ material
هذه اللي بتكون منها ال articular، ال cartilage يعني
إنها تصير فيها constant deformation إذا اتعرضت ل
constant load يعني إذا صار في عليها ضغط لفترة
طويلة ممكن إنه يصير في عندها deformation وكمان ال
response لـ هذا ال constant load قد تكون مختلفة حسب
ال load طبعا كيف بده يصير ال behavior لـ ال
material هذه أو ال cartilage هذه؟ physicoelastic
أنه ممكن إذا اتعرضت لـ stress أن يصير في حاجة
اسمها creeping and stress relaxation اتكلمنا قبل
كده عن ال creeping و ال stress relaxation في فواص
العضلات ال creeping يعني ان العضلة بتتعرض .. إذا
اتعرضت لضغط بتعتاد على هذا الضغط وبتبدأ تعمل
deformation لكن بيكون تكون under stress لكن بعد
فترة بيصير حاجة اسمها stress relaxation بمعنى أنه
بتبطل فيه تأثير لـ .. أو قلم أو .. أو تأثير لـ .. لـ
هذا الضغط خلاص بترتاح المادة هذه وبتزيد فيها
بتصير فيه تغيير أو deformation على المادة هذه يبقى
ال response هتكون للـ viscoelasticity لهذا المترية
هي ال creeping و ال stress relaxation طبعا احنا
شايفين أنه لو يعني يمكن الـ .. الـ .. السمكة هذه
بتعبر عن عملية ال drag اللي بتصير في الميه كيف
بتنتقل لو الـ .. الميه كيف السمكة لما بتعدي على
الميه بصير في pressure طبعا و هي ماشي و ببدأ ال
friction ال drag هذا يمتد يمتد في .. من أول السمكة
لـ .. لآخرها الـ Articular Cartilage هو عبارة عن
Discoelastic Material الـ Compressive Discoelastic
Behavior للـ Articular Cartilage Primary Caused By
The Flow Of Interstitial Fluid إيش يعني الـ
Interstitial Fluid؟ لأن المادة اللي بتكون منها ال
.. ال cartilage فيه سوائل تخرج هذه السوائل من ال
cartilage على شكل drag نتيجة ال friction اللي
بيصير أثناء عملية ال movement وبتبدأ تطلع من ال ..
ال cartilage طبعا ال cartilage هو perfectly
elastic لإن هو إذا كان اتعرض ل load خفيف فهو طبعا
برجع لنفس الوضع اللي كان عليه قبل ال stress أما
إذا كان في prolonged load بتصير عملية ال creeping
أو ال stress relaxation طبعا الـ .. يعني بيعتمد ال
elasticity على ال load نفسه إذا كان small أو large
و ال duration اللي بيكون معرض لها ال cartilage هذه
الفترة فهنا بقولك ال example ال load of fifty to
one hundred twenty gram per millimeter مربع applied
for not more than one hour معناه أنه هنا بشكل ..
بعمل الـ .. الـ .. بتكون الـ .. الـ .. النتيجة elastic
أنه برجع لوضعه ما قبل ال stress طبعا بيصير ال
deformation أو التغيير على شكل هذا ال cartilage
إذا كان اتعرض ل constant stress طبعا بيرجع لـ ال
shape تبعه during rest و بيزيد بعد ما يصير في
compression طبعا هنا احنا بتكلم عن ال during all
the day بيبقى معرض ال cartilage لـ ال compression
اللي ناتج عن طريق الجذب يعني هذا بفسر أنه احنا ليش
بنكون احنا أكثر .. أطول في الصباح من الـ .. من
المساء لأنه في حالة ال supine position أو ال lying
position في فرصة كبيرة للسوائل أنها ترجع لـ
cartilage اللي موجود داخل الجسم، خاصة الـ
intervertebral disc فالمسافة ما بين ال vertebra
بتزيد تمام، فهذه بتعطي شوية طول يعني ممكن توصل إلى
3 cm طبعا قداش بتعرض longer the cartilage is loaded
greater the impairment of elasticity طبعا بتتحول
القضية من .. من elasticity لـ plasticity و بيصير فيه
deformation أو تغيير طبعا عادة الـ most ال abuse
of the joint cartilage occur due to prolonged
prolonged يعني فترة طويلة من ال compression as in
case of a prolonged standing or prolong maintenance
of the joint in one position زي الناس اللي بتشتغل
طبعا في ناس بتكون معرضة دائما انها بتعمل load
زيادة أو تكون يعني عاملة position معين لفترة طويلة
زي الـ .. الـ .. ال ballet dancers هدول اللي
بيكونوا واقفين دائما على رؤوس أصابعهم فهذا بيكون
عرضة لل cartilage ليش لا prolonged stress طبعا هدول مش
المثال الوحيد أكيد أو احنا حكينا في حياتنا العملية
المدرسات اللي بيقعدوا حوالي خمس ساعات قدام السبورة
اللي بيشرحوا وبعدين بيروحوا في بيتهم اللي بيعملوا
عمل المنزل هدول بيتعرضوا لوقوف لفترات طويلة
الناس اللي بتقعد في position معين لأن طبيعة شغلها
زي ال secretary أو غيره اللي بيشتغلوا أشغال مكتبية
هذا بيشكل load كبير على ال joints تبعتهم. طبعا
الخاصية الثانية من خواص ال cartilage أنه هو متباين
الأنيسوتروبي anisotropic طبعا هذه ال cartilage قلنا
التركيب بتوع .. تركيب أو ال arrangements بتاعت ال
collagen fibers بتختلف قلنا من ال superficial لـ ال
deep layer إذا بتذكروا أنه في المحاضرة السابقة
قلنا ال superficial layer بتكون parallel أما ال
deep layer بتكون perpendicular على ال surface هذه
التغيير في الـ direction خلّينا نقول لتركيبة أو
الـ arrangement of the collagen بتأثر على الـ ..
بتعطي خاصية التباين لـ cartilage
طبعا كل ما قربنا من ال surface كل ما بيكون الـ ..
ال collagen arranged in a parallel plane ال
permeability خاصية النفاذية of the articular cartilage
articular cartilage is a material of high porosity
فيها فتحات كتير لأن كيف بتصير ال permeability عن
طريق .. يعني بتوصف سهولة و .. و صعوبة إخراج
السوائل من الـ .. ال cartilage يبقى ال cartilage هو
highly porosity معناه فيه فتحات كتيرة ال
permeability is a measure of ease which the fluid
can flow through the porous material قدش بيقدر to
escape هذا الـ .. الـ .. ال fluid هي اللي بتـ ..
بنسميها ال permeability طبعا في resistant لمن فوق
resistant force that is required to cause the fluid
to flow at a given speed through the porous
permeable
material، تمام؟ فهنا المشكلة أنه كل ما زاد ال
stress، ال stress هتقل ال permeability لأنه مش
منطقي أنه كل ما انضغط ال cartilage يطلع كل السوائل
اللي موجودة فيه يبقى هنا في عندنا في frictional
resistance أو resistive force is generated by the
interaction of the interstitial fluid and the
pores اللي هو الفتحات هذه و walls of the porous
permeable material هنا بيصير في مقاومة إيش يعني ال
permeability النفاذية ولا النفاذية اللي هي صعوبة
أو سهولة نفاذية الأشياء وخروج السوائل من خلال
الفتحات اللي .. اللي موجودة فأكيد في دائما في
resistant to these things لهذا الاشياءThe lower the permeability,
the more the resistance is offered to the fluid
movement under applied load طبعا during joint
movement or when the articular cartilage is
compressed بصير فيه ضغط او اثناء ال movement قولنا
احنا اثناء ال movement بصير في عندنا tensile
stresses و في عندنا compressive stresses
هذه اللي حكينا عنها في المحادرة السابقة some of the
fluid content of the cartilage is exudated بتطلع
through the pores in the outermost layer في
الأسطح الخارجية بتبدأ ال fluid هادي تطلع من الأسطح
الخارجية للكارتيلج طبعا هذا the fluid flows back
into the cartilage لما بيروح الضغط يعني أثناء ال
movement حكينا أنه ال cartilage هو مافيش فيه
vascularization مافيش فيه دم بيجي طب من وان بياخد
التقضية تبعته؟ بتاخد التقضية تبعته عن طريق خروج
السوائل أثناء ال movement و رجوعها مرة تانية بعد
ما يصير release للموضوع يعني لما بينضغط ال
cartilage بتطلع سوائل بتاخدها لل neutralization
هذه و بترجع مرة تانية لما بيروح الضغط the
magnitude and duration of the applied force affect
the rate of the fluid ال fluid طبعا قداش فيه قوة و
وقت بتأثر على كمية السوائل اللي بتطلع او ال rates
خلينا نقول of the fluid when the applied force
increases the cartilage will appear stiffer and it
will be more difficult to cause exudation so
the permeability of the cartilage decreases يعني كل ما
بزيد ال force كل ما بتقل ال permeability و هذا شي
منطقي لأنه إذا كان طول ما احنا بنضغط و هو بتطلع
السوائل بتصفي ان ال cartilage the hardening of
cartilage بتصير بكير يعني كل عمربعد كام من حركة أو
كام من وقفة بيصير في الشيء كل السوائل طلعت و صعب
انها ترجع فهذه بتخلي في صعوبة لخروج السوائل وهذه
حكمة من عند رب العالمين طبعا كيف ال nutrition
حكينا عنه انه هو ال nutrition عبارة عن النتيجة الـ
cyclic loading ال .. ال .. الضغط و .. و ال
release، الضغط و ال release، نعمل movement، بيصير
ضغط، بنرجع في ال movement، بيصير release ل ال ..
ال compression هذا أو ل ال .. ل ال stress اللي
حاصل، فالسواقل بتطلع و بعدين بترجع مرة تانية على ال
.. على .. على مكانها يبقى هنا ال articular cartilage
nourishment depends on the cyclic loading and
unloading of the cartilage which squeezes water out
and back into the cartilage طبعا ال nourishment
is derived slowly from the back and forth flow of the
fluid تيجي مع الالسوائل هذه اللي بتخرج بتاخد القيم
القذائية و بترجحها جوات ال cartilage طبعا قداش the
free flow of the fluid is essential for the
survival of cartilage and the function and aid in
reduction of friction طبعا السوائل هذه خروجها و
عودته بيتقلل من الاحتكاك و بتساعد على ان هذا ال
cartilage ياخد ال nutrition و يكون في صحها جيدة طيب
هلقيت ال pressure and deformation كيف بيصير ال
pressure and deformation under normal condition
cartilage is extensible and compressible احنا حكينا
ان هو بتعرض ل tension و بتعرض ل compression و هاد
الخاصية مسموح لها انه يصير في extensibility و يصير
في compression ل considerable degree طبعا while
elasticity is high, it is not uniform in all
parts، طبعا مش كل الأماكن في جسم الإنسان فيها
elasticity زي بعضها بخصوص ال .. ال cartilage ده طبعا كل
ما زادت the greater elasticity developed always in
the direction of the joint motion and where the
joint pressure is concentrated, the tension lines
always run radially زي ما احنا شايفينها بال ..
بالشكل هذا
شايفين هنا بيصير في هنا صار ال load هايو دايما
احنا شايفين هنا طيب هان صارت في هنا ال load و بتوزع
من هنا و ببدأ يتحرك بهذا الاتجاه من المنطقة الأكثر
خلينا ضغط و بيبدأ .. بينتشر radially عن طريق زي
شكل waves عامل زي بالظبط ما بنرمي احنا حجر في وعاء
فيه مياه بتنزل الحجر بيضغط على المية و بتبدأ يتوزع
ال pressure بسرعين عامل زي شكل ال waves اللي
حوالين الحجر اللي احنا رامينا يبقى the greater
elasticity develops always in the direction of the
joint motion and where the joint pressure is
concentrated و ال tension lines طبعا بتروح
radially على الأطراف زي ما شايفين الشكل هذا و الشكل
هذا
تمام؟ ال cartilage طبعا بتكيف حسب ال joint contour
و ال joint surface و شكل المفصل اللي هو عامل بتصير
فيه ال movement طبعا an example for pressure and
deformation of cartilage is what happens during
load transmitting through the meniscus of the knee
تعرفين ان ال knees فيها two menisci medial and
lateral meniscus طبعا لما بيصير في movement بتبدأ
بتضغط على ال meniscus و تتوزع على الجناب طبعا ال
.. ال .. ال meniscus كان وظيفتها ان تسود ال
congruence تبع ال joints ال .. ال knee joint و
توزع ال load و تعمل shock absorption لأساس انه
تمنع ال wear and tear طيب عملية ال appropriation لل
cartilage أو التشحيم اللي بتصير احنا بنعرف دائما
أي سطحين بتلامسهم مع بعض إذا ماكانش فيه تشحيم كافي
لهدول السطحين هذا يعني أنه ممكن يصير فيها .. بيصير
في احتكاك كل احتكاك هذا ممكن يزود ال wear and tear
يعني يصير اهتراق للسطح هذا اللي بيصير في احتكاك
طبعا بالك مفاصل و عظام طبعا منظومة متحركة باستمرار
.. باستمرار .. باستمرار فلازم يكون فيه نوع من ال
.. ال lubrication في .. يساعد على خلينا نقول على
منع لحدي الكاك طبعا في عندنا نوعين من ال
lubrication في عندنا ال boundary lubrication و في
عندنا ال fluid film lubrication ال boundary
lubrication involves a single monolayer طبعا
boundary .. boundary يعني حدودية تمام؟ ال boundary
يعني حدودية يعني على ال .. على السطح و هي بس layer
واحد of lubrication molecules absorbed on each
bearing surface يعني موجودة على السطح السطحين
تبعون ال surface اللي بيصير في عليهم ال ال wet
bearing النوع التاني من ال lubrication بتصير عن
طريق زي خيوط أو شعيرات بيسموها fluid film
lubrication هي thin fluid film provided greater
surface to surface separation وكأنها هي اللي بتعمل
الفراغما بين ال .. السطحين المتلازنين أو two ends
of the bone طبعا التنين موجودين في ال articular
cartilage يعني في عندنا الحدودية و في عندنا ال ..
ال .. ال full زي هيك oil film lubrication هذه
اللي بتمنع الاحتكاك ما بين الأسطح و هنا بتكون هذه
على السطح المتلامس لل .. السطح الخارجي لل .. ال
cartilage