在重复负荷的猪腰椎脊柱中进行初级爬行特征

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 整形外科 整形外科 整形外科
• 脊柱研究 脊柱研究

背景情况:

• 腰部疼痛 (LBP) 是一种普遍存在的全球性疾病,常常是未知的伤害原因.
• 腰椎损伤风险因曲和反复压缩而增加,但在这种负荷下,其复杂的粘弹性行为尚不清楚.
• 描述非伤害性初级爬行对于理解腰椎损伤之前的生物力学反应至关重要.

研究的目的:

• 描述腰椎在重复屈曲-压缩负荷下的主要爬行行为.
• 通过使用一般化的凯尔文-沃伊格特和准线性粘弹性 (QLV) 模型,模拟猪腰椎脊柱单位的粘弹性反应.
• 确定生物力学参数,包括爬行时间常数,爬行系数和弹性常数.

主要方法:

• 15只猪的腰椎单位经历了反复的曲压缩负荷,模拟了高速水艇乘客的暴露.
• 主要爬行区域的应变反应是使用一般化的凯尔文-沃伊格特模型建模的.
• 采用准线性粘弹性 (QLV) 方法来区分时间依赖的爬行与压力依赖的弹性反应.

主要成果:

• 一般化的凯尔文-沃伊格特和QLV模型准确地代表了实验数据 (平均R2 = 0.997).
• 24秒和580秒的优化爬行时间常数对整体应变分别贡献了20%±3%和30%±3%.
• 非暂时性和弹性行为分别占50%±0%,平均标准偏差为24.5%的应变.

结论:

• 该研究成功地在模拟的职业负荷下,在猪腰椎中成功地表征了初级爬行.
• 这些发现提供了关于腰椎损伤前的反应的重要生物力学数据.
• 这些结果可以增强腰部损伤预测模型和动力学模拟,以改善安全措施.