a VITA
A támogatást a gondolat, hogy trabecularis stressz eloszlás tulajdonságai cancellous csont magyarázza a törékeny a T12-L1 csigolyák azt vizsgáltuk, hogy a módosítás a trabecularis stressz mértékét, mind variabilitás (valamint az építészeti paraméterek) a cancellous csont mentén ugyanazt a gerinc., Bizonyítottuk, hogy a rákos szövetek egyenletes összenyomódása és a rákos mikrostrukturális paraméterek által okozott trabekuláris stresszeloszlások az emberi csigolyacsont gerincszintjéhez kapcsolódnak, az eredmények csak a keresztirányú példányok esetében jelentősek. Előzetes megfigyelésünkkel összhangban, amikor ugyanazon csigolyából két mintát átlagoltak, a T12-es helyről származó rákos szövetben a maximális átlagos trabekuláris nyírófeszültség-erősítést és az átlagos BV/TV minimális átlagát találták (1.táblázat)., A minimális BV/TV-vel, valamint a maximális trabecularis nyírás stressz erősítését, a szövet, a T12 csigolyák összhangban vannak a jelentések, hogy a legmagasabb előfordulási gyakorisága a csigolyatörések figyelhető meg a T12-es, illetve L1 csigolyák, valamint arra utalnak, hogy a cancellous csont a kritikus T12-L1 helyeken eleve gyenge képest cancellous csont más csigolyák.
amikor az SI és a TR példányokat külön elemeztük, nem találtuk, ellentétben a kezdeti hipotézisünkkel, hogy a gerinctestek központi elülső helyéről származó rákos csontszerkezet eltérő volt a gerincszintek között., Megállapítottuk azonban, hogy a gerincoszlop poszterális részeiből származó rákos csont szerkezete a gerinc szintjétől függően változik úgy, hogy a BV/TV és a MIL3 minimális értékei (a tercier irányú átlagos befogási hossz), valamint a nyíró amplifikáció maximális értéke megfelel a T12 szintnek., Mivel az SI-példányokat az elülső helyről a supero-inferior irányba vonták be, és a TR-példányokat keresztirányban a poszterális helyekről vonták be, az SI-és TR-példányok közötti különbségek a rákos csont anizotrópiája vagy a csigolyán belüli anatómiai helybeli különbségek miatt következhetnek be., A mikrostrukturális paraméterek azonban függetlenek a minta orientációjától, ami azt jelzi, hogy a TR-példányok mikrostruktúrájának gerincfüggősége a rákos szövetek tulajdonságainak belső csigolyán belüli változékonyságának köszönhető. Erős kapcsolatok között talált stressz erősítés, valamint BV/TV (5. Ábra), mind SI, ERP példányok javaslom, hogy a stressz erősítés lenne követni a trendeket hasonló BV/TV-más kombinációk a minta beállítása belül-csigolya helyét., Így azt gyanítjuk, hogy a Supero-inferior irányú stresszerősítés a csigolyák poszterális helyeinek keresztirányú irányához hasonló tendenciákat követne. Ezért, bár a modulus és a stressz értékei eltérnének egy példány szuper-inferior és keresztirányú terhelése között ugyanabból a helyről, a csigolyán belüli és a csigolyák közötti viszonylagos különbségekre vonatkozó érvényes megbeszéléseket lehet folytatni., A magyarázó képesség MIL2 a jelentős függőség, a stressz, a merevség tulajdonságok a gerinc szintje azt mutatja, hogy a folyamatokat érintő trabecularis vastagságú távolság a másodlagos szerkezeti irányban fontos a meghatározó strukturális szervezet a csigolyák minden szinten. A trabekuláris geometria átalakítása lemezszerűről rúdszerűre az egyik ilyen folyamat lenne., Más magas töréskockázati helyzetekben , például az öregedő proximális sípcsontban, a nők csípőcsontjában a transzmenopauzális időszakban, valamint az elterjedt csigolyatörésekkel rendelkező nők csípőcsont-címerében, és három évig továbbra is csontot veszít . Mivel a trabekulák reszorbálása a legvékonyabb irányba (azaz a MIL3 irányba történő reszorbálás) a trabekuláris hálózat leválasztását eredményezheti, jobb adaptációs stratégiának tűnik az anyag eltávolítása a vastag irányokból., A mil2 csökkenése azonban végül csökkentheti a szerkezet ellenállását a csatoláshoz, valamint a tengelyen kívüli terhelésekhez. Ezenkívül a lemezszerű szerkezeteknek kiszámíthatóbb rögzítési irányaik vannak. A rákos csont másodlagos vastagságának változása valószínűbbé tenné a szerkezet csattanását olyan irányokban, amelyeket általában meg lehet akadályozni., További tanulmányok ebben a témában kell összpontosítania paraméterek számszerűsíteni anizotróp geometria egyetlen trabekulák, mint például a szerkezet modell index, amely vezették be, hogy mennyiségi hogyan lemez – vagy rúd -, mint a trabeculae egy kötet rákos csont .
Érdekes módon, amikor a SI TR aránya paraméterek tekinthető egy adott csigolya, hogy a módosítás a trabecularis építészet, illetve hangsúlyozza, hogy a gerinc szintű volt olyan, hogy cancellous szövet tulajdonságok egyre inkább homogén belül a centrum a T12-L1, mint más csigolyák., Egy klinikai tanulmány arról számolt be, hogy a scatter a CT-szürke szint értékek a L3-L4 csigolyák akár külön nőstény törés azoktól, anélkül, törés, jobb, mint az átlagos csontsűrűség (BMD) . Annak megállapításával összhangban, hogy a törékenyebb helyekről származó csigolyák (T12-L1) homogénebb rákos szövetekkel rendelkeznek, a CT-értékek variabilitása (egy adott BMD esetében) a Dougherty vizsgálatban alacsonyabb volt a töréses csoportban, mint a törés nélkül., Azonban együtt a legújabb eredményeket, hogy a megnövekedett belül-csigolya változékonysága cancellous szövet tulajdonságokkal társul csökkent, egész csigolya erőt , ezek az adatok azt mutatják, összhangban a korábbi jelentések , hogy a T12-L1 csigolyák nem kevesebb erőt, mint a többi csigolyák továbbá arra utalnak, hogy a mechanikai tényezők egyéb, mint uniaxial erőt vesz részt a nagyobb törékenysége T12-L1 csigolyák.,
végeselem-számítások más vizsgálatokban úgy becsülték, hogy az osteoporotikumokból származó csontritkulás merevebb volt, mint a nem osteoporotikumokban az adott csonttömeg domináns terhelési irányában . A rákos csont fokozott homogenitása a T12-L1-ben annak a megnövekedett erőfeszítésnek tudható be, hogy az egész csont merevségét a domináns terhelési irányban fenntartsák. A jelenlegi vizsgálatban a donorok idősek voltak, és bár nem vizsgálták csontritkulás szempontjából, valószínűleg alacsony volt a csonttömegük a fiatalabbakhoz képest., Csontvesztés esetén a csont merevségének egy adott terhelési irányban történő fenntartására irányuló erőfeszítés szükségessé tenné a csontszerkezet átszervezését. Ennek számos következménye lehet a csonttörésekre. A merevség fenntartása a (névleges) elsődleges terhelési irányban más rakodási irányokban csökkentett merevséggel járna, és a” hiba ” terhelések nem gyakori terhelési irányokban a törékenység potenciális forrása lenne, amint azt korábban javasolták . Ezek a hibaterhelések magukban foglalhatják a ritka, de nagy hajlítási terheléseket, különösen a nehéz tárgyak emelésével kapcsolatos terheket .,
Alternatív megoldásként a teljes csontmerevség túladaptációja a rákos csont tulajdonságainak homogenizálásával növelheti a T12-L1 szintek szerkezeti törékenységét, ami csökkenti a progresszív károsodással szembeni toleranciájukat, még ugyanazon terhelési irány esetén is. A szakirodalmi adatok összhangban vannak azzal a gondolattal, hogy a csigolya szilárdsága és a fáradtság élettartama (a progresszív károsodás toleranciájához kapcsolódóan) határozottan eltérő és versengő tulajdonságokkal rendelkezik ., Haladó kárt kapcsolatos hiányosság különösen fontos, hogy a csigolyatörések előfordulását, ebben én) csigolyák elveszíteni egy részét a merevség, erőt, amikor betöltése túl a végső terhelés de még mindig fenntartom, jelentős merevség, erőt, amikor betöltött a második alkalom, hogy a laboratóriumi kísérletek , ii.) csigolyatörések úgy tűnik, hogy lassan haladnak, gyakran nem vettem észre, amíg véletlenül megfigyelhető x-ray radiograms venni más célra, mint egy törés ., Ha a csont nem törékeny, biológiai folyamatok helyrehozni a kárt okozta túlterhelés, illetve késleltetik a fejlesztés egy klinikailag megfigyelhető törés mivel túlságosan merev, erős, hanem törékeny csigolya gyorsan kialakulhat egy súlyos klinikai törés, ha túlterhelik. Javasoljuk, hogy az anyag homogenitása közbenső szinten (azaz a rákos csont látszólagos tulajdonságai), következésképpen a csigolyák szerkezeti törékenysége potenciálisan fontos tényező a gerinc törékenységében.
néhány korlátozást meg kell jegyezni., Az FE modellek homogén, izotróp anyagtulajdonságokat alkalmaztak. Az FE modellekből kiszámított látszólagos modulust a szürkeszint-eloszlások által meghatározott kemény szöveti (elem) moduluseloszlások befolyásolják, és várhatóan befolyásolják a trabekuláris stresszeloszlások kiszámítását. Jelenleg azonban nincs bevett módszer a szürkeszintű értékek kemény szöveti modulokká történő átalakítására, és a kemény szöveti modulusok variabilitása az átalakításban alkalmazott képletektől függ., Elemzéseink azt sugallják, hogy a látszólagos modulus változása a modulus variabilitás miatt csak kicsi az emberi csigolyák rákos csontjában, amikor egy harmadik rendű kapcsolatot használnak a szürke szintek elemmodulokká való átalakítására . Ezenkívül a szürke szintek változása a példányok között alacsony volt, és a szürke szint paramétereinek a gerincszinttől való jelentős függése nem volt megfigyelhető a jelenlegi vizsgálatban. A homogén kemény szövet modulus értéke nincs hatással a következtetésekre, mivel a modellek lineárisan méretezettek ezzel az értékkel., Ezek ugyanazok a feltételek, amelyeket a tanulmányokban használtak, ahol megfigyeléseink motiválták ezt a tanulmányt . A homogén tulajdonságok használata várhatóan kisebb hatással lesz eredményeinkre, de nem befolyásolja a rákos csontokra vonatkozó következtetéseinket.
Ez a vizsgálat arra is korlátozódott, hogy a kiválasztott régiók csigolyáiból fizikailag kivágott rákos szövetet vizsgálják. Ennek több oka volt, szemben az egész csigolyatest vagy a centrum elemzésével. Először is, kezdeti megfigyelésünk és hipotézisünk inkább a szövetek minőségét, mint a teljes csontminőséget érintette., Másodszor, nem kívántuk veszélyeztetni a képfelbontást a munka terjedelmének kibővítésével. Bár néhány tanulmány tekinthető µCT-alapú FE elemzése emberi csigolya testek, a kép felbontása volt, hogy kevesebb, mint optimális, elemzések voltak, csak néhány csigolyák, valószínűleg a számítási költségek . Mikro-CT-alapú FE analízisek az emberi egész csigolyatestek segítségével elég kicsi voxels (~30µm) kezdtek megjelenni a legújabb munka , azonban ezek a vizsgálatok csak a gerinc szintje, amelyek viszonylag kis csigolyák., Köztük a legnagyobb csigolyák a tanulmány lenne szükség, lényegesen magasabb voxel méretben a cone-beam rendszer tartani képminőség következetes közötti példányok a különböző gerinc szintje a jelenlegi munka. A képalkotó technológiák fejlődésével lehetőség nyílik a jelenlegi munka kiterjesztésére a teljes csigolyatestek bevonására a jövőbeli tanulmányokba. A harmadik ok, amiért fizikailag kikoptattuk a rákos csontmintákat, az volt a szándékunk, hogy megvizsgáljuk ezeknek a példányoknak a kísérleti mechanikai tulajdonságait a gerinc szintjével kapcsolatban. Ezek a tanulmányok folyamatban vannak.,
az elülső régióból származó példányok supero-inferior irányban voltak, míg a postero-laterális régiókból származó példányok keresztirányban voltak. Ennek eredeti oka a csontszilárdság és a stresszeloszlás anizotrópiájának vizsgálata volt a gerincszinttel kapcsolatban. A tervezett mechanikai vizsgálatok miatt a minták hengeresek voltak, a sugárirányú irányokat nem lehetett pontosan rögzíteni. Ez lehetővé tette az egyes régiók FE elemzését csak egy irányban., Egyes általánosításokat a mikroszerkezet és az FE paraméterek közötti összefüggések alapján lehet elvégezni mind a superoinferior, mind a keresztirányú terhelés esetében. A csigolya regionális tulajdonságainak további vizsgálata azonban szükséges ahhoz, hogy betekintést nyerjünk az anizotróp-anatómiai hely kölcsönhatásának természetébe.
összefoglalva bebizonyítottuk, hogy a T12-L1 rákos szövetnek egyedi tulajdonságai vannak, amelyek alátámasztják hipotézisünk legáltalánosabb formáját., Azt is megállapítottuk, hogy a gerincszinttel járó csonttulajdonságok változása a csigolyán belüli helytől függ, ami a T12-L1 csigolyák homogénebb rákos szöveti tulajdonságait eredményezi, mint más csigolyák. Együttesen a csigolyaszintek közötti trabekuláris mikrostruktúra és stresszerősítés regionális különbségei részben magyarázhatják a csigolyák összeomlásának magasabb incidenciáját a kritikus T12-L1 szinteken.