بررسي رفتار ويسكوالاستيك ديسك بين مهره اي سالم و تخريب شده بر اساس تستهاي آزمايشگاهي In-Vitro

Studying the Viscoelastic Behavior of Intact an Degenerated Invertebral Disc Based on In-Vitro Experiments

ديسك بين مهرهاي عامل مهمي براي كنترل نيروهاي خارجي وارد به ستون فقرات است. تخريب ديسك، يكي از عوامل مهم كمردرد محسوب مي شود. براي بررسي خواص بيومكانيكي ديسك بينمهرهاي سالم و تخريب شده نياز به شبيهسازي رفتار آن در شرايط فيزيولوژيكي بدن ميباشد، بنابراين براي بررسي عوامل مورفولوژي، بيومكانيكي و بيوشيميايي تخريب ديسك از مدلهاي حيواني استفاده شده است. مدلهاي حيواني ميتوانند به درك مكانيزم بيماريها و يافتن استراتژي درماني كمك كنند. از اين رو در اين تحقيق، بارگذاري شبه استاتيك بر روي ديسكهاي بين مهرهاي سالم (8 نمونه) و ديسكهاي تخريبشده به وسيله سوزن سرنگ (8 نمونه) اعمال شد. نتايج حاصله از تستهاي آزمايشگاهي با مدلهاي بيومكانيكي ماكسول و ويسكوالاستيك جامد خطي تركيب گرديد تا به كمك آنها خصوصيات مكانيكي ديسك بين مهرهاي، در دو گروه سالم و تخريبشده استخراج گردد. نتايج مبين آن بود كه تغييرات نيرو بر حسب زمان در تست استراحت تنشي در تمام نمونه¬ها (16 نمونه) به خوبي با نتايج مدلهاي بيومكانيكي ماكسول و ويسكوالاستيك جامد خطي آن نمونه همخواني داشته است، همچنين بدليل تخريب در ديسك بين مهرهاي و اختلال در تعامل قسمت مايع و جامد ديسك مدت زمان رسيدن به حالت اشباع در نمونههاي تخريب شده نسبت به نمونههاي سالم كوتاهتر بوده است. بنابراين نتيجهگيري مي شود كه تخريب ديسك بين مهره اي با سوزن سرنگ سايز 16 روشي ساده و مقرون به صرفه است كه ميتواند در شبيه سازي تخريب ديسك در مدلهاي حيواني مورد استفاده قرار گيرد.

Intervertebral disc has a critical role for controling the external forces to the spine. The disc degeneration is one of the most important factors for low back pain. It is essential to investigate the biomechanical properties of the healthy and degenerated discs in the spine to understand its behavior in body physiological condition. Hence, different morphological, biomechanical and biochemical studies were performed to study the disk degeneration using animal models. Animal models can be used to understand the mechanisms of disease and find a treatment strategies. Therefore, this study investigated the the quasi-static response of healthy (N=8) and degenerated intervertebral discs induced by needles puncture (N=8). The results of experimental tests were combined with Maxwell biomechanical and viscoelastic solids linear models to extract the mechanical properties of intervertebral discs, in both normal and degenerated condition. Test results showed that variations in strength over time in stress relaxation test, in all samples (16 samples), were consistent with the results of Maxwell biomechanical and viscoelastic solids linear models to understand their mechanical properties. Also, due to the destruction of the intervertebral disc and disruption of the liquid and solid parts of interaction discs, the saturation time was shorter in destroyed compared to normal specimens. It concluded that the destruction of the disc by the needle size 16 is a simple and affordable way that can be used to simulate the demolition discs in animal models.