Zjawisko biomineralizacji chrząstki stawu biodrowego

• Autorzy: Pawlikowski M.

Warianty tytułu

EN

The phenomenon of joint hip cartilage biomineralization

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wykonano badania mineralogiczne chrząstki zdjętej z głów kości udowej, które usunięto w trakcie totalnej alloplastyki stawu biodrowego. Badania wykonano z zastosowaniem metody SEM i EDS zwracając szczególną uwagę zarówno na zewnętrzną „pracującą” powierzchnię chrząstki jak i na jej część wewnętrzną przyrośniętą do głowy kości udowej. Wykonano także badania mineralogiczne kości znajdującej się pod chrząstką oraz samego miąższu chrząstki. Otrzymane wyniki sugerują transfer pierwiastków uwolnionych z kości w procesie osteoporozy do chrząstki i krystalizację pierwiastków ich w formie ziarn mineralnych. Możliwym jest także mineralizacja chrząstki od strony stawy ( przez zmineralizowany płyn stawowy). Biomineralizacja widoczna w chrząstce w postaci ziarn, guzków i spluszowaceń poprzedzona jest ukrytą mineralizacją kolagenu chrząstki. Biomineralizacja chrząstki rozwija się w miejscach zniszczenia struktury kolagenu chrząstki, którego jedną z przyczyn może być nadmierne obciążenie stawów ale tez inne przyczyny (stany zapalne i in.). We wczesnych stadiach rozwoju biomineralizacja chrząstki obserwowana jest wyłącznie w analizach fazowych i strukturalnych bowiem nie ujawnia się makroskopowo. Na rentgenowskich dyfraktometrycznych takiej chrząstki pojawiają się refleksów dhkl charakterystycznych dla fosforanów z grupy apatytu. Ma miejsce miana wielkości odległości dhkl kolagenu chrząstkowego. Dowodzi to porządkowania się struktury kolagenu chrząstkowego w miarę jego mineralizacji. Można przypuszczać, że proces biomineralizacji chrząstki w innych stawach przebiega podobnie.

EN

Mineralogical studies were performed on cartilage taken from femoral heads removed during total hip arthroplasty. The tests were done using SEM and EDS methods, with particular focus on both the external, "working" surface of the cartilage and its internal part, attached to the femoral head. Mineralogical tests were also performed on the bones under the cartilage and the cartilage itself Obtained results suggest that there is a transfer of elements released from the bone into the cartilage in the process of osteoporosis, and crystallization of those elements takes the form of mineral grains. Cartilage may also be mineralized from the direction of the joint (through the mineralized synovial fluid). Biomineralisation visible in cartilage in the form of grains, nodules and chondromalacias is preceded by the hidden mineralization of cartilage collagen. Cartilage biomineralization develops where the cartilage collagen structure has been damaged, which may be caused by excessive joint stress, but also other reasons (inflammation etc.). In the early stages of development, cartilage biomineralization is only observed in phase and structural analyzes because it does not appear macroscopically. X-ray diffraction patterns of such cartilage reveal dhkl reflections typical for phosphates from the apatite group. Change in the distance of cartilage collagen dhkl occurs. That proves that the structure of the cartilage collagen reorganizes as it mineralizes. It can be assumed that the cartilage biomineralization process is similar in other joints.

Słowa kluczowe

PL

biomineralizacja; chrząstka stawu biodrowego

EN

biomineralization; hip joint cartilage

• Wydawca: nakł. Maciej Pawlikowski
• Czasopismo: Auxiliary Sciences in Archaeology, Preservation of Relics and Environmental Engineering
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 25
• Strony: 116--140
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Pawlikowski M.

• AGH - Univ. of Science and Technology, Dept. Mineralogy, Petrography and Geochemistry, 30-059 Cracow, al. Mickiewicza 30. Poland

Bibliografia

• [1] Bieniek A., Niedźwiedzki T., Pawlikowski M., 2011 Badania mineralogiczne zjawisk osteoporozy głów kości udowej, a rentgenowskie badania densytometryczne (Mineralogical investigation of osteoporosis phenomenon – relation to densometric examinantion). Ortopedia, Traumatologia Rehabilitacja. Cong. of Polish Osteoarthrology Society and Poslish Fundation of Osteoporosis. Kraków 29.09-1.10. pp. 150-151.
• [2] Kita B., Pawlikowski M., 1983 Badania mineralogiczno-chemiczne kości udowej człowieka w aspekcie procesu starzenia. (Mineralogicalchemical investigation of tibia in the aspect of ageing). Chirur. Narządów Ruchu i Ortop. Pol. T. XLIII, pp. 87-91.
• [3] Lipnicka P., Pawlikowski M., Pfitzner R., 2003 Znaczenie rozpuszczania syntetycznego hydroksyapatytu w badaniach nad destrukcją złogów miażdżycowych.( An importance of examination of dissolution of hydroxyapatite – relations to mineralization of human artheries). Folia Med. Crac. v XLIV, 1-2, pp. 187-200.
• [4] Niedźwiedzki T., Pawlikowski M., 1987 Zmiany w mineralnej części kości w pobliżu stawów rzekomych. (Mineralogical changes at the region of ostites). Chirurgia Narz. Ruchu i Ortop. Pol. T. LII, z. 2, pp. 100-107.
• [5] Niedźwiedzki T., Dąbrowski Z., Miszta H., Pawlikowski M., 1993 Bone healing after bone marrow stromal cell transplantation to the bone defect. Biomaterials, v. 14, no.2, pp. 115-121.
• [6] Niedźwiedzki T., Pawlikowski M., Brudnicki J., Palka E., 1995 Zmiany mineralogiczne zachodzące w stawach kręgosłupa w czasie starzenia się (Mineralogical alternetions observed at vertebral column – relations to ageing). Chir. Narzów Ruchu i Ortop. Pol. LX, supl. 1, pp. 163-167.
• [7] Pawlikowski M., 1987 Mineralizacja organizmu człowieka żyjącego. (Mineralization of human living organism). Prace Mineral. 79, 121 p.
• [8] Pawlikowski M., 1991 Gospodarka Ca i P w organizmie człowieka. (Distribution of Ca and P in human organism ) In: A. Szymański Biomineralogia i biomateriały. PWN Warszawa, pp. 61-66.
• [9] Pawlikowski M., 1993 Kryształy w organizmie człowieka. (Crystals of human organism). Secesja. (Atlas), 132 p.
• [10] Pawlikowski M., 1994 Mineralizacja tkanek organizmu człowieka jako efekt starzenia. (Mineralization of human tissues as effect of ageing). Prace Spec. PTMin. Z. 5, p. 196.
• [11] Pawlikowski M., 1995 Sekrety mineralizacji tkanek. (Secrets of tissues mineralization). Wyd. IGSMiE PAN Kraków, 97 p.
• [12] Pawlikowski M., 1999 Preliminary results of dissolution of substances mineralizing human arteries. Arch. Mineralog. T.LII, pp. 195-210.
• [13] Pawlikowski M., 2003 Minerals in human blood vessels and their dissolution in vitro, In: Skinner H.C.W., Berger A. W., Geology and health. N.Y. – Oxford. Oxford Univ. Press, pp. 155-158.
• [14] Pawlikowski M., 2004 Mineralogy and chemistry of osteoporosis - mechanism of mineralization (calcification) of human tissues. Prec. Goldschmidt Conf. Kopenhaga 2004, p. A531.
• [15] Pawlikowski M., 2011 Osteoporoza jako źródło mineralizacji tkanek. (Osteoporosis as source of elements mineralizing tissues). Materiały Konf. Mechanizmy służące utrzymaniu życia i regulacji fizjologicznych. Kraków, pp.79-83.
• [16] Pawlikowski M. 2014 Osteoporosis as A Source of Tissue Mineralization Research on Osteoporosis Therapy and Dissolution of Arterial Mineralization. Jour.. Life Science Vol. 8, No. 7, pp. 610-625.
• [17] Pawlikowski M., 2016 Biomineralogy of osteoporosis. Acad. J. Biotech. 4(4): 138-144.
• [18] Pawlikowski M., 2017 Centers of Human Tissue Biomineralization (Calcification). Cardiol Cardiovascmed , 1 (6): 252-261.
• [19] Pawlikowski M., Pfitzner R., 1995a Zastosowanie metod mineralogicznych w badaniach tkanek człowieka. I. Sposoby badania mineralizacji. (Mineralogical methods useful for examination of human tissues). Przegl. Lekarski 52, 4, pp. 119-123.
• [20] Pawlikowski M., Pfitzner R., 1995b Zastosowanie metod mineralogicznych w badaniach tkanek człowieka. II. Mineralizacja struktur serca. (Mineralogical methods useful for examination of human tissues. Mineralization of heart structures). Przegl. Lekarski 52, 4, pp. 24-27.
• [21] Pawlikowski M., Pfitzner R., 1999 Mineralizacja serca i dużych naczyń. (Mineralzation of hearth and big blood vessels). Wyd. IGSMiE PAN Kraków, 142 p.
• [22] Pawlikowski M., Niedżwiedzki T., 2002 Mineralogia kości. (Mineralogy of bones). Wyd. PAN Oddział w Krakowie, 128p.
• [23] Pawlikowski M., Niedźwiedzki T., Bieniek A., Niedźwiedzki Ł, Olejarz A., 2015 Badania mineralogiczne głów i chrząstki stawowej kości udowej u chorych z jałową martwicą (AVN). (Mineralogical testing of femur heads and joint cartilage of patients with avascular necrosis (AVN), Auxiliary sciences in archaeology, preservation of relicts and environmental engineering. CD - no 20, Ed. M Pawlikowski.
• [24] Zawistowski S., 1965 Technika histologiczna oraz podstawy histopatologii. PZWL. Warszawa.