人类和猪的腰椎末损伤风险在重复的曲-压缩
Concetta F Morino1,2, Allison L Schmidt3, Elizabeth Dimbath3
1Department of Mechanical Engineering and Materials Science, Duke University, Durham, NC, USA. concettamorino@gmail.com.
Annals of biomedical engineering
|May 15, 2024
概括
由于重复的屈曲压缩,腰部疼痛 (LBP) 的风险在人类和猪中是相似的. 然而,猪模型表现出更大的耐受性,人类的失败发生的速度比同样压力下的猪要快25%.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 脊柱损伤研究 脊柱损伤研究
- 比较解剖学的比较解剖学
背景情况:
- 腰部疼痛 (LBP) 影响大多数成年人,伤害原因往往不清楚.
- 职业暴露,比如直升机飞行员和车辆操作员的职业暴露,增加了由于反复曲压缩而导致的LBP风险.
- 动物模型对于了解体内损伤机制至关重要,但需要跨物种缩放以获得人类相关性.
研究的目的:
- 在人类和猪的功能性脊柱单位 (FSU) 中,在重复的曲压缩下确定腰椎末板骨折风险.
- 为了比较人类和猪腰部FSU之间的受伤耐受性和失败行为.
- 建立一种跨物种规模因子,将猪腰部损伤数据与人类联系起来.
主要方法:
- 人 (n=16) 和猪 (n=20) 的腰部FSU经过1Hz的重复曲压缩.
- 负载参数包括从0-6°的屈曲和0.65-2.38 MPa (人类) 和0.64-4.68 MPa (猪) 的峰值压力.
- 分析了受伤风险曲线和时间到故障,以比较人类和猪的反应.
主要成果:
- 在5个人类和12只猪标本中观察到伤害.
- 人类和猪中50%伤害风险曲线的重叠的置信区间表明了类似的失败行为.
- 猪标本表现出更大的耐受性,人类的失败时间约为猪在同等压力下失败时间的25%.
结论:
- 人类和猪的腰椎末板骨折风险在重复的曲压缩下是相似的.
- 与人类相比,猪模型对这种负载条件的耐受性更高.
- 开发的跨物种尺度因子使猪腰部损伤数据可用于设计和安全标准中的人类应用.
