Page 28 -

ิ
ิ
์
ิ
ิ
ั
ื
โครงการพัฒนาหนังสออเล็กทรอนกสเฉลมพระเกียรต สมเด็จพระเทพรตนราชสดาฯ สยามบรมราชกุมาร ี
ุ
25

แรงดันน้ำ ภายในเนื้อกระดูกอ่อนผิวข้อแต่ละชั้นแตกต่างกัน
ที่มา Wong M, Carter DR. Articular cartilage functional histomorphology and
mechanobiology: a research perspective. Bone. 2003;33(1):1-13. doi:10.1016/s8756-

3282(03)00083-8

ภาพที่ 7 ในการทดลอง ใช้แท่งสี่เหลี่ยม

กดลงบนชิ้นกระดูกอ่อนผิวข้อที่ติดอยู่กับ
กระดูก จนถึงความลึกในระดับ 200

ไมโครเมตร ด้วยความเร็ว 130

ื่
ไมโครเมตร/วินาที แล้วถ่ายรูป 2 มิติ เพอ
วิเคราะห์ปริมาณของความเครียดเฉือน

(E Shear ) ใน 4 ระดับความลึกที่แท่ง
สี่เหลี่ยมกดลงบนชิ้นกระดูกอ่อนผิวข้อ

ได้แก่ ความลึกในระดับ i) 40 ไมโครเมตร ii) 90 ไมโครเมตร iii) 140 ไมโครเมตร iv) 190 ไมโครเมตร

่
พบว่า เมื่อกดลึกขึ้นเนื้อกระดูกออนผิวข้อยุบตัวมากขึ้น จึงมีความเครียดเฉือนเพิ่มขึ้น
ที่มา Bae WC, Sah RL. Multi-scale Biomechanics of Articular Cartilage. In An Introductory

Text to Bioengineering. World Scientific Publishing, 2008

https://doi.org/10.1142/9789812770011_0015

ทั้งนี้ ความสามารถในการยอมให้ของเหลวผ่าน (permeability) เนื้อเยื่อของ cartilage ขึ้นอยู่กับ
่
โครงสร้าง ขนาด และการเชื่อมต่อกันของรูพรุนในเนื้อ cartilage เมื่อมีแรงกดบนกระดูกออนผิวข้อ
เนื้อเยื่อกระดูกอ่อนผิวข้อที่บริเวณชั้นผิวยอมให้น้ำซึมผ่านออกไป ทำให้รูของ porous network เล็กลง

ความสามารถในการยอมให้ของเหลวผ่าน (permeability) ออกจากชั้นผิวจึงลดลง รวมทั้งปริมาณของ PG
ก็มีผลต่อ permeability เนื่องจากประจุลบใน PG จะขัดขวางการไหลของน้ำ ทั้งนี้เมื่อน้ำออกจาก

cartilage มากขึ้น จึงทำให้ความเข้มข้นของ PG มากขึ้น ความหนาแน่นของประจุจึงมากขึ้น และทำให้เกิด

แรงดัน osmotic (Donnan swelling osmotic pressure) มากขึ้น ในภาวะที่มีแรงมากดลงบน cartilage
จะทำให้เกิดแรงดันใน cartilage มากขึ้นโดยทันทีทันใด และเพียงพอที่จะรับน้ำหนักที่มากดได้ถึง 95%

แต่อย่างไรก็ตาม cartilage จะมีแรงต้านเพื่อรับแรงกดนี้ได้นานประมาณ 500 วินาทีเท่านั้น เนื่องจากน้ำที่

อยู่ภายในเนื้อ cartilage จะแพร่กระจายไปทั่วเนื้อเยื่อ และมีการเรียงตัวของโมเลกุลในเนื้อเยื่อใหม่ ดังนั้น
แรงกดที่เกิดขึ้นในเนื้อ cartilage จึงน้อยลง และเกิดพฤติกรรมของ stress-relaxation นั่นเอง จากการที่

permeability ของ cartilage มากที่สุดที่ผิวของ cartilage และจะน้อยลงตามความลึกของ cartilage จึง

Clinical Biomechanics of Knee ผศ.ดร.สิริพร ศศิมณฑลกุล