معین طاهری

غضروف مفصلی بافتی منحصربهفرد با قابلیت روانکاری فوقالعاده است. تخریب این بافت در بیماری شایع آرتروز و محدودیتهای روشهای درمانی فعلی، درک بنیادین سازوکارهای اصطکاک و سایش آن در مقیاس نانو را ضروری میسازد. پژوهش حاضر با هدف بررسی رفتار سودهشناسی نانومقیاس اجزای کلیدی غضروف، یعنی کلاژن نوع 2و پروتئین لوبریسین، با استفاده از ابزار قدرتمند شبیهسازی دینامیک مولکولی به این مهم میپردازد. در این تحقیق، سه سامانه اتمی شامل تماس کلاژن-کلاژن (در شرایط خشک و آبپوشیده) و تماس لوبریسین-لوبریسین (در حالت خشک) با بهرهگیری از نرمافزار لمپس و میدانهای نیروی استاندارد چارم شبیهسازی شدند. هر سامانه پس از متعادلسازی در شرایط فیزیولوژیک، تحت بارهای نرمال متفاوت قرار گرفت و رفتار آن در یک فرآیند لغزش غیرتعادلی برای استخراج پارامترهای سودهشناسی و تحلیلهای ساختاری مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که سامانه کلاژن خشک، رفتاری غیرخطی با اصطکاک بالا از خود نشان میدهد که سازوکار غالب آن، اتلاف انرژی از طریق تغییرشکل داخلی و آسیب به ساختار پروتئین است. در مقابل، حضور یک لایه آب نانومتری با ایفای نقش دوگانه «روانکار» (با جداسازی فیزیکی سطوح) و «ضربهگیر مولکولی» (با جذب انرژی برشی،) ماهیت سطح مشترک را دگرگون کرده و ضریب اصطکاک را بهمیزان چشمگیری (حدود )٪۹1کاهش میدهد . از سوی دیگر، سامانه لوبریسین در شرایط خشک، چسبندگی فوقالعاده بالایی ناشی از نیروهای الکترواستاتیک دوربرد از خود به نمایش گذاشت که به پدیده «قفلشدگی» و توقف کامل لغزش منجر شد. این یافتهها اثبات میکند که عملکرد بهینه سودهشناسی غضروف، نتیجه همافزایی هوشمندانه اجزای مولکولی و محیط آبی آن است. در این سامانه پیچیده، کلاژن داربست مکانیکی، لوبریسین عامل تثبیتکننده لایه روانکار، و آب، عنصر حیاتی برای روانکاری و محافظت محسوب میشود. بر این اساس، میتوان نتیجه گرفت که اختلال در این توازن ظریف، بهویژه کمآبی، سرآغاز فرآیندهای تخریبی در سطح نانو و شروع بیماری آرتروز است