Studiul investighează sursa durerilor de spate și articulații cu scopul de terapii de inginerie inversă

rezumat: Cercetătorii investighează procesul de degenerare a țesutului musculo-scheletic care duce la dureri cronice de spate și articulații, în speranța de a-și traduce descoperirile în noi modalități de a repara leziunile tisulare și, în cele din urmă, de a calma durerea.

sursă: Medicina Johns Hopkins

Este o poveste familiară: simți furnicături în spate și următorul lucru pe care îl știi, nu te poți da jos din pat. De la dureri de spate la dureri articulare, durerile musculo-scheletice, deși sunt comune, pot modifica viața și pot debilita. Dar nu ar trebui să fie?

Aceasta este marea întrebare pusă de Jill Middendorf, profesor asistent de inginerie mecanică la Universitatea Johns Hopkins, care studiază factorii mecanici care cauzează deteriorarea cartilajelor, ligamentelor și articulațiilor.

„Scopul nostru este să înțelegem procesul de degenerare a țesutului muscular scheletic, inclusiv cartilajele, ligamentele și discurile intervertebrale, folosind tehnici mecanice avansate”, spune Middendorf. „Dacă înțelegem de ce are loc acest proces, sperăm să transpunem descoperirile noastre în noi moduri de a repara țesutul deteriorat și de a preveni durerea în continuare”.

Într-un studiu recent publicat de Jurnalul de Inginerie BiomecanicăMiddendorf și colaboratorii săi au căutat să înțeleagă cum se schimbă țesuturile moi ale coloanei vertebrale atunci când discurile coloanei vertebrale se slăbesc sau degenerează în timp.

Mai exact, ei s-au uitat la ligamentul capsofacial – un țesut moale care ține cele două părți ale articulației fațetei împreună și se crede că este o cauză comună a durerii de spate. Studiile anterioare sugerează că acest lucru ar putea fi legat de modificările mecanice care au loc în acest ligament în timpul degenerescenței coloanei vertebrale, deși nu este clar de ce se întâmplă acest lucru, spune Middendorf.

Pentru a afla, echipa a extras ligamentele capsufaciale din coloanele unui cadaver și a efectuat experimente pentru a măsura proprietățile mecanice ale ligamentelor, cum ar fi stresul și efortul, în diferite condiții de încărcare. Comparând imaginile RMN ale coloanei vertebrale și rezultatele lor experimentale, echipa a descoperit că țesuturile din ligament au devenit mai rigide pe măsură ce coloana vertebrală s-a deteriorat.

Cercetătorii cred că această rigiditate crescută provoacă o modificare a încărcării țesuturilor din jur și poate explica de ce unii oameni dezvoltă dureri articulare.

„Arătăm aici că există o corelație între mecanica ligamentelor și degenerarea coloanei vertebrale, ceea ce ne aduce mai aproape de a putea determina dacă acel ligament provoacă durere sau dacă este o altă parte a coloanei vertebrale”, spune Middendorf.

Cu informațiile adunate din experimentele lor asupra țesuturilor, cercetătorii din laboratorul Middendorf plănuiesc următoarea activitate pentru a ne progresa înțelegerea degenerescării coloanei vertebrale și a crea țesut muscular scheletic proiectat care poate fi transplantat pentru a înlocui țesutul deteriorat sau bolnav.

Cu toate acestea, când vine vorba de durere, nu este întotdeauna ușor să găsești răspunsuri.

„Una dintre provocările asociate cu diagnosticarea și tratarea durerii coloanei vertebrale este determinarea sursei durerii”, spune Middendorf.

„Dar putem înțelege mai multe despre cauzele și mecanismele de deteriorare a țesuturilor, iar asta înseamnă că într-o zi vom putea face ingineria inversă a soluției”.

Despre această cercetare știri despre durerea cronică

autor: oficiu de presa
sursă: Medicina Johns Hopkins
comunicare: Biroul de presă – Johns Hopkins Medicine
imagine: Imaginea este în domeniul public

Căutare originală: Acces închis.
„Ligamentul capsular lombofacial devine mai diferențiat, iar fibrele devin mai rigide cu discul intervertebral și degenerarea articulației fațetaleScrisă de Jill M. Middendorf și colab. Jurnalul de Inginerie Biomecanică

un rezumat

READ  Aurora boreală poate fi vizibilă în Pennsylvania joi seară

Vezi si

Ligamentul capsular lombofacial devine mai diferențiat, iar fibrele devin mai rigide cu discul intervertebral și degenerarea articulației fațetale

Degenerescenta lombară a coloanei vertebrale, și mai ales modul în care această degenerare poate duce la durere, este încă puțin înțeleasă. În special, mecanismele ligamentului capsofacial pot contribui la durerea lombară, dar modificările mecanice care apar în acest ligament cu degenerarea coloanei vertebrale nu sunt cunoscute.

În plus, natura neliniară, eterogenă și foarte anizotropă a ligamentului capsufacial face mai dificilă înțelegerea modificărilor mecanice. Din punct de vedere clinic, sunt asociate semne bazate pe imagistica prin rezonanță magnetică (RMN) de degenerare a articulației fațete și a discului intervertebral (IVD).

Prin urmare, acest studiu a examinat modul în care mecanica neomogenă neliniară a ligamentului capsular superficial se modifică odată cu degenerarea coloanei vertebrale lombare, așa cum este caracterizată folosind imagistica prin rezonanță magnetică.

Coloanele umane au fost fotografiate prin RMN, articulațiile laterale L2-L5 și IVD-urile au fost marcate folosind sistemele de clasificare Fujiwara și Pfirrmann. Apoi, ligamentul capsufacial a fost izolat și încărcat biaxial.

Proprietățile mecanice neliniare ale ligandului au fost obținute folosind o analiză de mecanică inversă generalizată neliniară (nGAIM). Apoi modelul Holzapfel-Gasser-Ogden (HGO) a fost potrivit pentru datele de stres-deformare obținute de la nGAIM.

Ligamentul capsufacial este mai rigid și mai variabil în scorurile Pfirrmann mai mari și scorurile Fujiwara mai mari decât în ​​scorurile și scorurile mai mici. Analiza eterogenității ligamentelor a arătat că toate țesuturile sunt foarte eterogene, dar nu au fost găsite modele spațiale distincte de eterogenitate.

Aceste rezultate arată că degenerarea coloanei vertebrale lombare, inclusiv a ligamentului capsular superficial, pare să apară ca un întreg fenomen articular și avansează înțelegerea noastră despre degenerescența coloanei vertebrale lombare.