La cartilagine articolare del ginocchio e l’osteoartrosi: valutazione della risposta meccanica mediante prove sperimentali

Introduzione: Gli studi effettuati sull’osteoartrosi sono molti, ma pochi si concentrano su come l’osteoartrosi (OA), che colpisce la cartilagine articolare del ginocchio, vada a modificare il comportamento meccanico del tessuto. L’obiettivo principale di questo studio consiste nel valutare la variazione delle proprietà viscoelastiche della cartilagine articolare in caso di una patologia degenerativa come l’osteoartrosi, attraverso delle prove di compressione non confinata eseguite su campioni di cartilagine ricavati da piatti tibiali. Caso studio: Sono stati analizzati 25 campioni di cartilagine articolare estratti dai piatti tibiali di soggetti con grado 3 e 4 di OA. In aggiunta è stato possibile effettuare i test anche su un solo soggetto sano, come primo confronto. I test sperimentali sono stati eseguiti mediante prove di rilassamento degli sforzi in compressione non confinata, durante la quale i campioni sono rimasti immersi in soluzione salina per tutta la durata della prova (circa un’ora e mezza per campione). Le prove di compressione non confinata sono state sviluppate imponendo ad ogni campione una rampa di deformazione a gradini incrementali, rispettivamente al 5, 10, 15 e 20% e sono state ottenute le curve di rilassamento delle tensioni normali. La prima rampa di deformazione (5%) con un tempo di rilassamento di 600 secondi, non è stata considerata durante l’analisi dei dati, in quanto curva iniziale di assestamento del campione. La curva di rilassamento ottenuta è stata considerata come curva di pre-condizionamento. Per le seguenti rampe di deformazione (10, 15, 20%) è stato imposto un tempo di rilassamento di 1500 secondi cadauna, ottenendo le curve di rilassamento analizzate in seguito. Risultati: A seguito dell’analisi dei dati sperimentali, è stato possibile ottenere: (i) la % di rilassamento del materiale dopo 1500 s e i coefficienti che ne descrivono la viscosità; (ii) le curve stress-strain all’equilibrio e (iii) la variazione di modulo elastico all’equilibrio e permeabilità al variare della deformazione applicata. Confrontando i risultati ottenuti tra piatto tibiale laterale e mediale per un singolo soggetto, è stato possibile osservare una differenza tra le due, evidenziando così l’influenza della patologia. Inoltre, i valori sui campioni provenienti dai cinque soggetti patologici sono perfettamente in linea con i dati riscontrati in letteratura, ed è quindi stato valutato il protocollo di prova adottato. Cocncusioni: L’obiettivo dello studio consisteva nella valutazione delle risposte meccaniche della cartilagine articolare affetta da OA, mediante prove di compressione non confinata. I valori sperimentali ottenuti sono in linea con i dati presenti in letteratura, ma in più queste prove hanno permesso anche la valutazione della componente viscosa, solitamente tralasciata.