On the Important Meaning of Bio-Liquid Dynamic Viscosity Variations in the Lubrication Flows

The main topic of this paper refers to the numerous relations between the decrements of the dynamic viscosity of non-Newtonian bio-liquid lubricated human joints on the one hand and, on the other hand, with consequences resulting from various diseases such as low fitness and low skills of human limbs, joint unfitness, large wear of cooperating cartilage bio-surfaces. Additionally, this paper indicates the pharmacology methods performed in vivo to enhance the bio-liquid lubricant dynamic viscosity. After numerous experimental measurements, it directly follows that the collagen fibre, hyaluronate acid particle, power hydrogen ion concentration pH in lubricating bio-liquid and absorbability features of lubricated bio-surface have a direct and indirect significant influence on the bio-liquid dynamic viscosity values variations with interfacial energy distribution across the film thickness. The results presented in this paper are confirmed based on experimental measurements and analytical, numerical solutions of the load-carrying capacity, friction coefficient and bio-liquid dynamic variations performed for various human joints. These effects were simply disregarded in previous studies. The aforementioned problem has not been considered in contemporary research literature in the medical tribology domain to the Author's best knowledge. The results obtained should enable one to introduce more effective and accurate therapeutic protocols into the human joint treatment regimen. The results obtained have applications on a wide scale in spatiotemporal models in bio-tribology, biology and health science.

Główny temat pracy dotyczy licznych związków pomiędzy spadkiem lepkości dynamicznej nienewtonowskiej biocieczy smarującej stawy człowieka z jednej strony a konsekwencjami powodowanymi przez różne choroby z drugiej strony, takimi jak: mała sprawność oraz zręczność kończyn, brak sprawności stawów, znaczne zużycie powierzchni chrząstki. Niniejsza praca przedstawia dodatkowo farmakologiczne metody powiększania in vivo lepkości dynamicznej smarującej cieczy biologicznej. Z licznych eksperymentalnych pomiarów wynika, że włókna kolagenowe, cząsteczki kwasu hialuronowego, potęgowa koncentracja jonów wodorowych pH w biologicznej cieczy smarującej oraz właściwości absorbcji smarowanej powierzchni chrząstki, mają istotny pośredni i bezpośredni wpływ na zmiany lepkości dynamicznej oraz rozkład energii wewnętrznej w poprzek grubości warstwy cieczy biologicznej. Przedstawione w pracy rezultaty potwierdzone zostały na podstawie eksperymentalnych pomiarów oraz analityczno-numerycznych obliczeń siły nośnej, współczynnika tarcia, zmian lepkości dynamicznej smarującej cieczy biologicznej, przeprowadzonych dla różnych stawów człowieka. We wcześniejszych badaniach takie efekty były pomijane. Według informacji autorów, rozpatrywany problem nie był rozpatrywany we współczesnych badaniach literaturowych tribologii medycznej. Przedstawione rezultaty umożliwią wykonywanie bardziej dokładnych leczniczych protokołów w trakcie wykonywania zabiegów dla stawów człowieka. Wyniki uzyskane w pracy znajdują zastosowanie na szeroką skalę w czasowo-przestrzennych modelach biotribologii oraz nauki o zdrowiu.