T1T2 Correlation and Biopolymer Diffusion Within Human Osteoarthritic Cartilage Measured with Nuclear Magnetic Resonance


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Cartilage is a load-bearing tissue that provides smooth articulation during motion of human joints like the knee and hip. Cartilage deterioration in the form of osteoarthritis (OA) causes painful joint motion in more than 100 million patients worldwide, and thus there is great interest in improving our understanding of cartilage to further clinical treatment. Previous studies have examined many aspects of cartilage mechanics, including the flow of interstitial water and repulsion of neighboring glycosaminoglycan chains. However, the contributions of specific molecules to overall tissue properties remain unclear. In this study, we use nuclear magnetic resonance (NMR) diffusometry and relaxometry to examine the molecular dynamics of water and cartilage polymers in OA human articular cartilage. To our knowledge, this is the first identification of two macromolecular populations corresponding to collagen and proteoglycan in human cartilage through their diffusive properties. Further, we performed NMR T1T2 correlation studies on human cartilage and observed two populations of water distinguished by differing NMR relaxation corresponding to a solid-like component and a liquid-like component. These results provide fundamental insight on the water behavior and polymeric interactions that drive the functional mechanics of cartilage. This study provides a basis to both expand our understanding of basic cartilage mechanics and provide molecular dynamics data for design of novel biomaterials to improve joint health.

Об авторах

Sarah Mailhiot

Molecular Biosciences Program, Montana State University; Mechanical and Industrial Engineering Department, Montana State University

Email: rkjune@gmail.com
США, 108 Montana Hall, Bozeman, MT, 59717-3800; 220 Roberts Hall, Bozeman, MT, 59717-3800

Nathan Williamson

Chemical and Biological Engineering, Montana State University

Email: rkjune@gmail.com
США, 306 Cobleigh Hall, Bozeman, MT, 59717-3920

Jennifer Brown

Chemical and Biological Engineering, Montana State University

Email: rkjune@gmail.com
США, 306 Cobleigh Hall, Bozeman, MT, 59717-3920

Joseph Seymour

Chemical and Biological Engineering, Montana State University

Email: rkjune@gmail.com
США, 306 Cobleigh Hall, Bozeman, MT, 59717-3920

Sarah Codd

Mechanical and Industrial Engineering Department, Montana State University

Email: rkjune@gmail.com
США, 220 Roberts Hall, Bozeman, MT, 59717-3800

Ronald June

Molecular Biosciences Program, Montana State University; Mechanical and Industrial Engineering Department, Montana State University; Cell Biology and Neurosciences, Montana State University; Orthopaedics and Sports Medicine, University of Washington

Автор, ответственный за переписку.
Email: rkjune@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0752-4109
США, 108 Montana Hall, Bozeman, MT, 59717-3800; 220 Roberts Hall, Bozeman, MT, 59717-3800; 510 Leon Johnson Hall, Bozeman, MT, 59717-3800; 325 9th, Seattle, WA, 98104

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Springer-Verlag Wien, 2017

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».