Структура и упругие свойства хряща на микро- и наноуровне

Представлены результаты исследования модуля упругости хрящевой ткани методом микро- и наноиндентирования, реализованным на базе атомно- силового микроскопа. В качестве объектов исследования использовались макросрезы свиного хряща в радиальном и латеральном направлениях соответственно, с ориентацией коллагеновых волокон в структуре исследуемой ткани. Методами сканирующей электронной микроскопии и атомно-силовой микроскопии визуализирована топография поверхностных слоев цельного хряща и его срезов, которая коррелирует с особенностями ориентационного расположения коллагеновых волокон. Описана методика и проведены количественные оценки значений модуля упругости при использовании микроиндентора (радиус закругления 350 мкм, глубина индентирования до 600 нм) и наноиндентора (радиус закругления 30 нм, глубина индентирования до 120 нм). Обнаружен различный характер деформирования в зависимости от ориентации коллагеновых волокон по отношению к направлению деформирования, а также от масштаба локализации зоны контакта (нано- и микроуровень). Показана высокая стабильность поведения хряща под нагрузкой в том случае, когда в процессе деформирования участвует цельная композиционная структура хрящевой ткани.