Page 26 -

ื
ิ
ุ
ั
ิ
ิ
ิ
์
โครงการพัฒนาหนังสออเล็กทรอนกสเฉลมพระเกียรต สมเด็จพระเทพรตนราชสดาฯ สยามบรมราชกุมาร ี
23

กดได้น้อย ส่วนการที่มี proteoglycan มาก ในชั้นที่ลึกลงมาจากชั้นผิว จึงมีแรงดันน้ำมาก (ภาพที่ 4)
+
เนื่องจากประจุลบบน proteoglycan aggregate จะจับกับ Na จึงทำให้เกิดแรงดันน้ำภายในกระดูกออน
่
ผิวข้อมากกว่าภายนอกกระดูกออนผิวข้อ เมื่อมีแรงมากดกระดูกอ่อนผิวข้อและบีบน้ำออกจากเนื้อเยื่อ
่
่
กระดูกออนผิวข้อ ทำให้ประจุลบบน proteoglycan aggregate อยู่ใกล้กันมากขึ้นและหนาแน่นขึ้น จึง
เกิดการผลักกันของประจุลบมากขึ้น articular cartilage ในชั้นลึกจึงต้านทานต่อแรงที่กดลงบน articular
cartilage มาก แต่การเรียงตัวของ collagen ในชั้นลึกนั้น กระจัดกระจาย ไม่หนาแน่น และเรียงตัวตั้งฉาก

่
articular cartilage ดังนั้นกระดูกออนผิวข้อในชั้นลึกจึงมีความทนทานต่อแรงดึงที่ขนานกับผิวของ
articular cartilage น้อย

ภาพที่ 4 ความหนาแน่นของประจุลบ (FCD,
fixed charge density) เพิ่มขึ้น ตามความลึก

ของเนื้อเยื่อ articular cartilage
ที่มา Mow VC, Guo XE. Mechano-

electrochemical properties of articular

cartilage: their inhomogeneities and
anisotropies. Annu Rev Biomed Eng.

2002;4:175-209. doi:10.1146/annurev.bioeng.4.110701.120309

นอกจากนี้ articular cartilage ยังมีคุณสมบัติ viscoelastic ซึ่งแสดงให้เห็นได้จาก

1. การให้แรงกดที่คงที่ลงบน articular cartilage (ภาพที่ 5A) ในระยะแรก cartilage
จะยุบตัวลงอย่างรวดเร็ว เนื่องจากปริมาณของน้ำไหลผ่านออกจาก cartilage มาก แล้วทำให้เกิด

frictional drag น้ำจึงผ่านได้น้อยลง cartilage จึงยุบตัวได้น้อยลง และในขณะเดียวกันการยุบตัวของ

cartilage ก็ทำให้เกิดแรงเสียดทานระหว่างโมเลกุลของแข็ง proteoglycan และ collagen ด้วย จึงทำ
ให้ cartilage ยุบตัวน้อยลง เมื่อเข้าสู่ภาวะที่สมดุล อัตราการยุบตัวของ cartilage จะคงที่ เมื่อไม่ให้แรง

มากด cartilage ก็จะกลับเข้าสู่สภาพเดิม จากคุณสมบัติยืดหยุ่นของ proteoglycan และ collagen
รวมทั้งมีการดูดซับน้ำ (fluid imbibition) กลับเข้าไปใน cartilage และมี Osmotic pressure ใน

เนื้อเยื่อมากขึ้น
2. การกดให้ articular cartilage ยุบตัวมากขึ้น (ภาพที่ 5B) จะทำให้เกิดแรงต้านภายใน

articular cartilage มากขึ้น ซึ่งแรงต้านนี้เกิดจากแรงเสียดทาน (frictional force) ที่เกิดจากการไหลของ

น้ำและการเสียดสีของ proteoglycan และ collagen ต่อมาเมื่อกดค้างไว้ด้วยแรงเท่าเดิม เมื่อเวลาผ่าน
ไปแรงต้านภายใน articular cartilage จะลดน้อยลง เนื่องจากน้ำมีการแพร่กระจายผ่านรูพรุนภายใน

Clinical Biomechanics of Knee ผศ.ดร.สิริพร ศศิมณฑลกุล