Ions in models of articular cartilage : The importance of electrostatic interactions for transport and equilibrium distribution

Abstract: Artros är en vanligt förekommande ledsjukdom som kan leda till stelhet ochsmärta i den drabbade leden. Sjukdomen innebär att det sker en nedbrytning av det brosk som fungerar som smörjmedel och skyddande lager runt benändarna i leden. Nedbrytningen av brosket sker gradvis under flera år och oftast upptäcker man sjukdomen först i ett sent stadium när man börjar känna smärta eller få problem med rörligheten.I tidiga stadier av artros sker förändringar i brosket på molekylnivå. För attkunna behandla sjukdomen i ett tidigt skede, och för att på ett effektivt sättkunna utveckla botemedel, måste man kunna upptäcka och studera dessa molekylära förändringar i brosket. På senare år har metoder utvecklats som gör detta möjligt. I flera av dessa metoder använder man sig av kontrastmedel som tas upp i brosket i en mängd som beror på graden av artros. Det är dock intehelt klarlagt hur mängden upptaget kontrastmedel ska ”översättas” till gradenav molekylära förändringar i brosket. Uppbyggandet av en grundläggandeförståelse för vad som styr upptaget av kontrastmedel försvåras av att broskhar en komplicerad sammansättning och struktur.Detta doktorandarbete har handlat om att öka förståelsen för hur vissa faktorerstyr upptaget av kontrastmedel och andra substanser i brosk. För att kunna studera detta på ett systematiskt sätt har förenklade system som efterliknar brosk konstruerats, där man har god kontroll över sammansättningen. Dessa system har sedan studerats både experimentellt och med matematiska modeller. Ett viktigt resultat från arbetet är att kontrastmedlet växelverkar med omgivningen annorlunda i brosket än i ledvätskan runt brosket, vilket har en stor inverkan på vilken mängd av kontrastmedlet som tas upp. Detta är oftast något som oftast förbises eftersom skillnaderna i växelverkan är svåra att bestämma i riktigt brosk. Med de metoder som utvecklats i detta arbete är det möjligt att systematiskt undersöka hur olika beståndsdelar i brosk påverkar upptaget, vilket kan vara till hjälp för att dra rätt slutsatser från undersökningar med kontrastmedel. Dessutom är samma mekanismer som styr upptaget av kontrastmedel inblandade i upptag av läkemedel i brosk. Resultaten från detta arbete kan därför också vara värdefulla vid utveckling av läkemedel mot artros.