Mekanisk utmattning är den process genom vilken material misslyckas efter att ha utsatts för upprepade påfrestningar. I människokroppen kan mekanisk trötthet uppstå i celler och vävnader som utsätts för upprepad stress, såsom leder, hjärta och blodkärl.
Den nya metoden, kallad "nanoindentation fatigue testing", tillåter forskare att mäta de mekaniska egenskaperna hos enskilda celler och hur de förändras över tiden när de utsätts för upprepad stress. Forskarna använde denna metod för att testa de mekaniska egenskaperna hos mänskliga mesenkymala stamceller, som är celler som kan differentiera till en mängd andra celltyper.
Forskarna fann att mänskliga mesenkymala stamceller uppvisade en minskning av stelhet och en ökning av hysteres, vilket är ett mått på energin som går förlorad under en laddnings-avlastningscykel, när de utsätts för upprepad stress. Detta tyder på att mekanisk trötthet kan leda till skador i mänskliga celler, vilket kan bidra till utvecklingen av tillstånd som artros och hjärtsjukdomar.
Den nya metoden skulle kunna användas för att studera de mekaniska egenskaperna hos andra typer av celler och vävnader, och för att identifiera potentiella terapeutiska mål för tillstånd orsakade av mekanisk trötthet.
"Denna nya metod ger ett kraftfullt verktyg för att studera de mekaniska egenskaperna hos enskilda celler och hur de förändras över tiden", säger huvudförfattaren James R. Nairn, professor i materialvetenskap och ingenjörsvetenskap vid University of California, San Diego. "Denna information kan leda till nya behandlingar för tillstånd som artros och hjärtsjukdomar."
Förutom Nairn var studien medförfattare av forskare från University of California, Berkeley och Mayo Clinic.
