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동물 관절의 표면 겔 수화윤활

전문가 제언: ○ 동물의 운동에 수반하는 관절마찰에 보통 공학에서는 볼 수 없는 특수한 윤활기구가 존재한다는 것을 제시하였고, 특히 이 기구의 생물학적 의미에 대하여 언급하였다.

○ 관절의 작동기구인 EHL(ElastoHydrodynamic Lubrication)가 유지될 수 없는 가혹한 조건에서, 가능한 윤활기구는 겔 수화윤활(SGHL; Surface Gel Hydration Lubrication)이다.

○ 젊은 성인은 관절 연골의 두께가 3~4mm 이지만, 노년에서는 1mm 이하로 얇게 된다. 정상 보행을 1일 1만보(5,000회 마찰), 1회의 다리의 요동 각을 60°, 체중을 60kg이라 하면, 60년 사이에 그것의 두께가 2mm 감소하는 것이 모두 마모에 의한 것이라 하면, 연골의 비(比) 마모량은 10-10mm2/N의 크기라고 계산된다.

○ 동물의 정상적인 관절운동에서는 교축막 EHL가 지배적이고 SGHL는 가혹한 조건하에서의 파국을 방지하기 위해서의 보호기구이다. 관절연골에서는 세포가 적고 혈관밀도도 낮다. 따라서 손상을 받은 연골의 수복능력은 다른 생체조직에 비해서 극히 부족하다.

○ 생체공학을 윤활 공학적 측면에서 다루고 있는 흥미 있는 연구이다. 연골에서 각물질의 물리적 성질이 파악되면, 2차원 혹은 3차원적, 수치 해석적으로 접근이 가능할 것으로 생각되고, 차후 이 분야는 인간의 관절 연구에도 기여할 것으로 생각된다.

저자: Tadashi Sasada
자료유형: 학술정보