KESKUSTELUA
tukevat ajatusta, että trabekulaarisen stressi jakelu ominaisuudet hohkaluun selittää hauraus T12-L1 nikamien olemme tutkineet vaihtelu trabekulaarisen stressiä suuruus ja vaihtelu (sekä arkkitehtuurin parametrit) vuonna hohkaluun samaa selkärangan., Olemme osoittaneet, että trabekulaarisen stressiä jakaumat aiheuttama yhtenäinen puristus kuohkea kudosten ja kuohkea microstructural parametrit liittyvät selkärangan tasolla ihmisen selkärangan, tulokset on merkittävä poikittainen yksilöitä vain. Sopusoinnussa meidän alustava havainto , kun oli keskimäärin yli kaksi näytettä samasta nikama, maksimi ja keskimääräinen trabekulaarisen leikkausjännitys vahvistus ja vähintään keskimääräinen BV/TV löytyi kuohkea kudosta T12 sijainti (Taulukko 1)., Pienin BV/TV ja enintään trabekulaarisen leikkausjännitys vahvistus kudosta T12 nikamien ovat yhdenmukaisia raportteja, että korkein nikamamurtumien ilmaantuvuus on havaittu T12 ja L1 nikamien ja viittaavat siihen, että hohkaluun kriittinen T12-L1 paikoissa on luonnostaan heikko verrattuna hohkaluun kuin muut nikamat.
Kun SI-ja TR-näytteet analysoitiin erikseen, emme löydä, toisin kuin meidän alkuperäinen hypoteesi, että hohkaluun rakenne keski-anterior sijainti nikaman oli erilaiset selkärangan tasolla., Löysimme kuitenkin, että arkkitehtuuri hohkaluun päässä postero-sivusuunnassa osat selkärangan elin vaihtelee selkärangan tasolla siten, että pienimmät arvot BV/TV ja MIL3 (keskiarvo siepata pituus korkea-asteen suuntaan) ja suurin arvo leikkaus vahvistus vastaavat T12 tasolla., Koska SI-näytteet olivat täytelanka alkaen anterior sijainti supero-inferior suuntaan ja TR yksilöt olivat täytelanka päässä postero-sivusuunnassa paikkakunnalla poikittaissuunnassa, erot SI ja TR yksilöitä voisi johtua anisotropiaa, että hohkaluun tai johtuu anatominen sivuston eroja nikama., Kuitenkin, microstructural parametrit ovat riippumattomia suuntaa näyte, joka osoittaa, että selkärangan taso-riippuvuus mikrorakenne löytynyt TR yksilöitä on koska sisällä-nikama vaihtelu kuohkea kudosten ominaisuuksia. Vahvat suhteet välillä havaittu stressi vahvistus ja BV/TV (Luku 5) sekä SI-ja TR-näytteet viittaavat siihen, että stressi vahvistus olisi seuraa trendejä samanlainen kuin BV/TV-muita yhdistelmiä näytteen suuntaaminen ja sisällä-nikama sijainti., Näin epäilemme, että stressi vahvistus vuonna supero-inferior suuntaan olisi seuraa trendejä samanlainen kuin poikittaissuunnassa varten postero-sivusuunnassa paikkakunnalla nikama. Näin ollen, vaikka arvot modulus, ja korostaa, olisi eri välillä supero-inferior ja poikittainen kuormitus näyte samasta paikasta, voimassa keskusteluihin suhteelliset erot majoitusliike,-nikama ja välillä-nikama paikkoja voi olla teki., Selittävä kyky MIL2 merkittäviä riippuvuus stressi ja jäykkyys ominaisuudet selkärangan tasolla viittaa siihen, että prosessit, jotka vaikuttavat trabekulaarisen paksuus ja tiheys toisen asteen rakenteellinen suuntaan ovat tärkeitä määritettäessä organisaatiorakenne nikamien kullakin tasolla. Muuntaminen trabekulaarisen geometrian levy-kuin sauva-kuin olisi yksi näistä prosesseista., Levy-kuin sauva-kuten siirtyminen on todettu muissa korkean murtuma riskin tilanteissa, kuten ikääntymisen proksimaalinen sääriluu , suoliluun harjanne naisten aikana transmenopausal aikana ja suoliluun harjanne naisten nikamamurtumia ja jatkoi menettää luun kolme vuotta . Koska resorbing trabeculae niiden ohuin suuntaan (eli, resorbing vuonna MIL3 suuntaan) voi johtaa katkaisemisen trabekkelikudoksen verkkoon, se tuntuu parempi adaptational strategia poistaa materiaalia paksu suuntiin., Kuitenkin, vähenemiseen MIL2 voi lopulta vähentää vastus rakenteen nurjahdus sekä off-akselin kuormia. Lisäksi lautasmaisissa rakenteissa on ennakoitavampia solkisuuntia. Muutokset toissijainen paksuus suuntaan hohkaluun tekisi nurjahdus rakenne todennäköisempää suuntiin jotka normaalisti estetään., Lisää tutkimuksia tästä aiheesta pitäisi keskittyä parametrit, jotka määrällisesti anisotrooppinen geometria yhden trabeculae kuten rakenne malli-indeksi, joka otettiin käyttöön kvantitoimiseksi miten levy – tai tanko-kuin trabeculae ovat tilavuus hohkaluun .
Mielenkiintoista, kun SI TR suhde parametrit pidetään tietyn nikama, vaihtelu trabekulaarisen arkkitehtuuri ja korostaa, selkärangan-taso oli sellainen, että kuohkea kudosten ominaisuuksia tulee enemmän homogeeninen sisällä centrum ja T12-L1 kuin muissa nikamissa., Kliinisessä tutkimuksessa todettu, että scatter-CT-harmaa taso arvot L3-L4 nikamien voisi erottaa naaraat, joilla on murtuma niistä ilman murtuma parempi kuin keskimääräinen luun mineraalitiheys (BMD) . Johdonmukainen havainto, että nikamien enemmän hauras paikoissa (T12-L1) on enemmän homogeeninen kuohkea kudosten, vaihtelevuus CT-arvot (tietyn BMD) Dougherty tutkimuksessa oli pienempi ryhmässä, jossa murtuma kuin ilman murtuma., Kuitenkin, yhdessä meidän viimeaikaiset havainnot siitä, että lisääntynyt sisällä-nikama vaihtelu kuohkea kudosten ominaisuuksia liittyy vähentynyt koko nikama voimaa , nämä tiedot osoittavat, yhdenmukainen aiempien raporttien , että T12-L1 nikamien eivät ole vähemmän voimaa kuin muut nikamat ja edelleen viittaavat siihen, että mekaaninen muut tekijät kuin yksiakselinen lujuus ovat mukana entistä haavoittuvammiksi T12-L1 nikamien.,
finiitti-elementti-laskelmat muissa tutkimuksissa arvioitu, että hohkaluun alkaen osteoporotics oli jäykempi kuin ei-osteoporotics vuonna hallitseva lastaus suuntaan tietyn luun massa . Lisääntynyt yhtenäisyyden hohkaluun vuonna T12-L1 voi johtua lisääntynyt pyrkimys säilyttää koko luuston jäykkyys hallitseva lastaus suuntaan. Avunantajien nykyisessä tutkimuksessa olivat vanhoja ja, vaikka ei ole tutkittu osteoporoosin, todennäköisesti oli alhainen luun massa verrattuna nuorempiin yksilöihin., Jos luukato, pyritään ylläpitämään luuston jäykkyys tietyssä lastaus suuntaan vaatisi uudelleenorganisointi luusto. Tällä voi olla useita seurauksia luunmurtumien suhteen. Säilyttää jäykkyys (nimellinen) ensisijainen lastaus suuntaan olisi tullut kustannuksia vähentää jäykkyyttä muut kuormaus suuntiin ja ”virhe” kuormia kuin usein ladata suuntaan olisi mahdollinen lähde hauraus, kuten on ehdotettu ennen . Nämä virhekuormat voivat sisältää harvinaisia mutta suuria taivutuskuormia ,erityisesti raskaita esineitä nostettaessa.,
Vaihtoehtoisesti overadaptation koko luuston jäykkyys, jonka homogenisoinnin hohkaluun ominaisuuksia voisi aiheuttaa kasvua rakenteellisia hauraus T12-L1 tasolle, joka vähentää niiden sietokyky progressiivinen vaurioita, jopa saman lastaus suuntaan. Kirjallisuuden tiedot ovat yhdenmukaisia sen ajatuksen kanssa, että selkärangan lujuus ja väsymislujuus (liittyvät toleranssi progressiivinen vaurioita) ovat selvästi erilaisia ja kilpailevia ominaisuuksia ., Progressiivinen vaurioita liittyvät epäonnistuminen on erityisen tärkeää nikamamurtumien, että i) nikamien menettää osan niiden jäykkyys ja vahvuus, kun ladattu yli niiden perimmäinen kuormaa, mutta silti säilyttää huomattava jäykkyys ja vahvuus, kun ladattu toisen kerran laboratoriokokeissa , ii) kliinisten nikamamurtumien näyttäisi olevan hitaasti etenevä, usein ei huomata, ennen kuin vahingossa havaita x-ray röntgenkuvat otettu muihin tarkoituksiin kuin murtuma ., Jos luu on hauras, biologisia prosesseja voi korjata vahinkoa, jonka on aiheuttanut ylikuormitusta ja viivästyttää kehitystä kliinisesti havaittavissa murtuma, kun taas liian jäykkä, vahva, mutta myös hauras nikama on nopeasti kehittyä vakava kliininen murtuma, jos ylikuormitettu. Ehdotamme, että homogeenisuus materiaali on intermediate tasolla (eli näennäinen ominaisuudet hohkaluun) ja, näin ollen, rakenne-hauraus nikamien on mahdollisesti tärkeä tekijä selkärangan hauraus.
joitakin rajoituksia on huomattava., FE-malleissa hyödynnettiin homogeenisia ja isotrooppisia materiaaliominaisuuksia. Näennäinen kimmokerroin lasketaan FE-mallit vaikuttaa kovan kudoksen (elementti) modulus jakaumat määräytyy harmaa taso jakaumat ja lämpötila vaikuttaa laskeminen trabekulaarisen stressiä jakaumat. Tällä hetkellä ei kuitenkaan ole vakiintunut tapa muuntaa harmaa-tason arvoja kovan kudoksen moduli ja vaihtelevuus kovan kudoksen moduli riippuu kaavoja käytetään muuntaminen., Analyysimme viittaavat siihen, että muutos näennäinen kimmokerroin, koska modulus vaihtelu vain on pieni ihmisen selkärangan hohkaluun kun jopa kolmannen asteen suhde on käyttää muuntaa harmaa tasoa elementti moduli . Lisäksi harmaiden tasojen vaihtelu yksilöiden välillä oli vähäistä, eikä tässä tutkimuksessa havaittu merkittävää riippuvuutta harmaan tason parametreista selkärangan tasosta. Homogeenisen kovan kudosmoduulin arvo ei vaikuta johtopäätöksiin, koska mallit skaalataan lineaarisesti tällä arvolla., Nämä ovat samat olosuhteet, joita käytetään tutkimuksissa, joissa meidän havainnot, jotka motivoivat tätä tutkimusta tehtiin . Käyttämällä yhtenäisiä ominaisuuksia odotetaan olevan vähäisiä vaikutuksia meidän tuloksia, mutta ei vaikuta meidän johtopäätöksiä hohkaluun.
Tämä tutkimus oli myös rajattu tutkimuksen kuohkea kudos, joka oli fyysisesti täytelanka ulos nikamien valitut alueet. Oli useita syitä tehdä tämän sijaan analysoida koko selkärangan kehon tai centrum. Ensiksikin alkuperäinen havaintomme ja hypoteesimme koski kudoksen laatua eikä koko luun laatua., Toiseksi emme halunneet vaarantaa imagoratkaisua laajentamalla työn soveltamisalaa. Vaikka jotkut tutkimukset pitää µCT-pohjainen FE-analyysi ihmisen nikaman, kuvan resoluutio oli vähemmän kuin optimaalinen ja analyysit olivat vain muutaman nikaman, luultavasti johtuen laskennallisia kustannuksia . Mikro-CT-pohjainen FE-analyysien ihmisen koko nikaman käyttämällä riittävän pieni voxels (~30µm) alkoi näkyä enemmän viime työtä , kuitenkin, nämä tutkimukset on rajattu selkärangan tasoja, jotka ovat suhteellisen pieniä nikamien., Myös suurin nikamien tutkiminen vaatisi huomattavasti suurempi vokselin kokoa kartio-palkki-järjestelmä pitää kuvan laatu yhdenmukaisia yksilöitä alkaen eri selkärangan tasot nykyinen työ. Kehitys kuvantamisen tekniikoita, on mahdollista laajentaa nykyinen työ sisältää koko nikaman tulevissa tutkimuksissa. Kolmas syy on fyysisesti coring ulos hohkaluun näytteet oli tarkoitus tutkia kokeellinen mekaaniset ominaisuudet näiden mallien suhdetta selkärangan tasolla. Tutkimukset ovat käynnissä.,
yksilöt täytelanka alkaen anterior alueella olivat supero-inferior suuntaan, kun yksilöt täytelanka alkaen postero-sivusuunnassa alueilla olivat poikittaissuunnassa. Alkuperäinen syy tähän oli tutkia anisotropiaa ja hohkaluun voimaa ja stressi jakaumat suhde selkärangan tasolla. Suunnitellun mekaanisen testauksen vuoksi näytteet olivat lieriömäisiä, eikä säteittäisiä suuntia pystytty kirjaamaan tarkasti. Tämä mahdollisti kunkin alueen FE-analyysin vain yhteen suuntaan., Joitakin yleistyksiä voitiin tehdä mikrorakenteen ja FE-parametrien välisten suhteiden perusteella sekä superinferiorin että poikittaisen lastauksen osalta. Kuitenkin lisätutkimuksia selkärangan regional properties on tarpeen saada käsityksen luonne anisotropiaa-anatominen sivuston vuorovaikutusta.
yhteenvetona osoitimme, että T12-L1-peruukkikudoksella on ainutlaatuisia ominaisuuksia, jotka tukevat hypoteesimme yleisintä muotoa., Olemme edelleen todettiin, että vaihtelu hohkaluun ominaisuuksia selkärangan taso on riippuvainen sivuston sisällä nikama, mikä lisää homogeeninen kuohkea kudosten ominaisuuksia T12-L1 nikamien kuin muut nikamat. Yhdessä alueellisia eroja trabekulaarisen mikrorakenne ja stressi vahvistus välillä nikaman tasoa voi selittää osittain suurempi ilmaantuvuus nikama romahtaa kriittisellä T12-L1 tasolle.