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体重負荷時の軟骨下圧と灌流
Subchondral pressures and perfusion during weight bearing.
PMID: 32600340 PMCID: PMC7325244. DOI: 10.1186/s13018-020-01754-y.
抄録
背景:
関節は大きな力に耐えますが、負荷時の軟骨下の圧力と灌流についてはほとんど知られていません。我々は、体重負荷時の軟骨内圧（IOP）と軟骨下灌流を調べるために、インビトロふくらはぎ足モデルを開発した。
BACKGROUND: Joints withstand huge forces, but little is known about subchondral pressures and perfusion during loading. We developed an in vitro calf foot model to explore intraosseous pressure (IOP) and subchondral perfusion during weight bearing.
方法:
新鮮に摘出した子牛の前足に血清を灌流した。血管内針、圧力変換器、デジタルレコーダーを用いて、足の3箇所で眼圧を測定した。血流灌流中、止血帯の有無、歩行を模した静的負荷と動的負荷を含む異なる重さの負荷をかけて眼圧を測定した。
METHODS: Freshly culled calf forefeet were perfused with serum. IOP was measured at three sites in the foot using intraosseous needles, pressure transducers, and digital recorders. IOP was measured during perfusion, with and without a tourniquet and with differing weights, including static loading and dynamic loading to resemble walking.
結果:
IOPは灌流圧で変化した。静的負荷は、骨が非灌流、灌流、または近位静脈止血で灌流されたかどうか軟骨下のIOPを増加させた（p < 0.0001）。すべての灌流状態では、IOPは負荷に比例していた（R = 0.984）。軟骨下のIOPはしばしば灌流圧を超えていた。負荷を除去すると、IOPは負荷前の値以下に低下した。繰り返し負荷をかけると、灌流しているかどうかにかかわらず、IOPは低下した。
RESULTS: IOP varied with perfusion pressure. Static loading increased subchondral IOP whether the bone was non-perfused, perfused, or perfused with a proximal venous tourniquet (p < 0.0001). Under all perfusion states, IOP was proportional to the load (R = 0.984). Subchondral IOP often exceeded perfusion pressure. On removal of a load, IOP fell to below the pre-load value. Repetitive loading led to a falling IOP whether the foot was perfused or not.
結論:
変動するバックグラウンドIOPに重畳して、灌流の増加と生理的負荷をかけると、軟骨下IOPが有意に増加した。力は、それによって油圧によって部分的に軟骨下骨を介して送信されました。負荷を繰り返すことでIOPが低下することは、皮内一方向弁が存在することを示唆している。これは、軟骨下灌流生理の新しい理解を提供しています。
CONCLUSION: Superimposed on a variable background IOP, increased perfusion and physiological loading caused a significant increase in subchondral IOP. Force was thereby transmitted through subchondral bone partly by hydraulic pressure. A falling IOP with repeat loading suggests that there is an intraosseous one-way valve. This offers a new understanding of subchondral perfusion physiology.