很多醫工的同學對關節潤滑機制這部分的概念可能不是非常清楚，我利用這篇文章嘗試著讓這部分的內容能夠比較容易理解一些。
首先對於潤滑機制，有些基本的概念跟想法必須要先說明：
- 所有的潤滑機制都必須要在潤滑劑 (Lubricant) 可以發生作用的情況下才會發生。
- 幾乎所有的物質在經過特別的挑選或某些特定的實驗條件下，都能夠表現出減少摩擦力或磨耗的現象。但是，這並不表示這些物質可以做為潤滑劑。
- 摩擦與磨耗並不一定會同時發生。這個原則即便是在有潤滑或無潤滑系統中皆成立。任何添加物都有可能會減少摩擦力卻增加磨耗、減少磨耗卻提高摩擦力、又或者兩者同時增加或減少。因此摩擦與磨耗必須被視為是兩種不同的現象，特別是針對滑液關節的討論。
在進入關節潤滑機制之前，對於關節基本解剖構造可以參考這張圖 (Link)
大概在生物力學的教科書裡都會提到關節潤滑機制，最常被提到的大概有三種：1. 薄膜潤滑 （Fluid Film Lubrication）；2. 邊界潤滑 （Boundary Lubrication）；3. 混合潤滑 （Mixed Lubrication）。隨著兩個接觸介面之間的距離減少，發生的順序應該是 1-->3-->2。目前在討論關節潤滑機制時，通常都沒有考慮磨耗的現象，只討論摩擦力的大小，而這些磨耗可能與摩擦力是無直接相關的。同時關節軟骨-滑液系統（Cartilage-synovial fluid system）中的分子結構與生物化學（Biochemistry）特性等都沒有被考慮在內。
- 在薄膜潤滑中，基本上關節滑液 (Synovial fluid，也就是潤滑劑) 是用來將兩個關節面隔離開來，也就是說這兩個介面完全不會接觸在一起。而根據古典磨潤理論的推導，兩個關節面之間的距離(或稱薄膜厚度)，是由關節滑液的物理性質來決定，一般認為會跟薄膜的幾何外型、關節滑液的黏性（Viscosity）以及兩關節面活動時的速度相關。
- 由前述可知，關節滑液最重要的功能就是可以避免兩個關節面軟骨直接接觸。但是當骨骼受到壓力時，兩個關節面軟骨的距離就會開始縮短，直到兩個關節軟骨距離幾乎等於零為止。當這個距離介於無接觸（non-contact）與完全接觸（contact）之間時，我們稱這個過渡狀態（Transition phase）為混合潤滑。當關節軟骨完全接觸，亦即薄膜厚度趨近於零，此時的潤滑機制將變成邊界潤滑（Boundary lubrication）。
- 目前並沒有非常明確的定義來解釋邊界潤滑的現象與機制，大部分都是實驗觀察得到的結果。可以確定的是，當兩個關節軟骨產生相對運動時，摩擦與磨耗將取決於軟骨介面的表面性質（Surface properties）以及關節滑液的化學結構（Chemical structure），而非關節滑液的黏性。在關節滑液中存在著一種物質稱為 lubricin（潤滑素？），它是由滑液膜（Synovial membrane）中的細胞所分泌出來的，成分是Glycoprotein（醣蛋白？），主要就是提供邊界潤滑機制所需，可以降低關節軟骨介面上的摩擦力。有些關於邊界潤滑的說明可以參考 Wikipedia(1, 2)。
此外，也有研究指出透明質酸（Hyaluronan）在關節的邊界潤滑機制中佔有很重要的地位，但是純透明質酸無法停留在關節面上，必須藉由 phospholipid bilayer才能有明顯的效果。(Soft Matter, 2012,8, 10241-10244)
