Poromicromechanics reveals that physiological bone strains induce osteocyte-stimulating lacunar pressure
Notice bibliographique
Résumé
Mechanical loads which are macroscopically acting onto bony organs, are known to influence the activities of biological cells located in the pore spaces of bone, in particular so the signaling and production processes mediated by osteocytes. The exact mechanisms by which osteocytes are actually able to "feel" the mechanical loading and changes thereof, has been the subject of numerous studies, and, while several hypotheses have been brought forth over time, this topic has remained a matter of debate. Relaxation times reported in a recent experimental study of Gardinier et al. (Bone 46(4):1075-1081, 2010) strongly suggest that the lacunar pores are likely to experience, during typical physiological load cycles, not only fluid transport, but also undrained conditions. The latter entail the buildup of lacunar pore pressures, which we here quantify by means of a thorough multiscale modeling approach. In particular, the proposed model is based on classical poroelasticity theory, and able to account for multiple pore spaces. First, the model reveals distinct nonlinear dependencies of the resulting lacunar (and vascular) pore pressures on the underlying bone composition, highlighting the importance of a rigorous multiscale approach for appropriate computation of the aforementioned pore pressures. Then, the derived equations are evaluated for macroscopic (uniaxial as well as hydrostatic) mechanical loading of physiological magnitude. The resulting model-predicted pore pressures agree very well with the pressures that have been revealed, by means of in vitro studies, to be of adequate magnitude for modulating the responses of biological cells, including osteocytes. This underlines that osteocytes may respond to many types of loading stimuli at the same time, in particular so to fluid flow and hydrostatic pressure.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».