Badanie ma na celu zbadanie źródła bólu pleców i stawów w celu zastosowania terapii inżynierii odwrotnej

streszczenie: Naukowcy badają proces degeneracji tkanki mięśniowo-szkieletowej, który prowadzi do przewlekłego bólu pleców i stawów, mając nadzieję na przełożenie ich odkryć na nowe sposoby naprawy uszkodzeń tkanek i ostatecznego złagodzenia bólu.

źródło: Medycyna Johna Hopkinsa

To znana historia: czujesz mrowienie w plecach i następną rzeczą, którą wiesz, jest to, że nie możesz wstać z łóżka. Od bólu pleców po ból stawów, ból mięśniowo-szkieletowy, choć powszechny, może zmienić życie i osłabić. Ale czy nie powinno?

To wielkie pytanie dla Jill Middendorf, adiunkta inżynierii mechanicznej w Johns Hopkins, która bada czynniki mechaniczne powodujące rozpad chrząstki, więzadeł i stawów.

„Naszym celem jest zrozumienie procesu degeneracji tkanki mięśni szkieletowych, w tym chrząstki, więzadeł i krążków międzykręgowych, przy użyciu zaawansowanych technik mechanistycznych” – mówi Middendorf. „Jeśli zrozumiemy, dlaczego ten proces zachodzi, mamy nadzieję, że przełożymy nasze odkrycia na nowe sposoby naprawy uszkodzonych tkanek i zapobiegania dalszemu bólowi”.

W niedawnym badaniu opublikowanym przez Dziennik inżynierii biomechanicznejMiddendorf i jego współpracownicy starali się zrozumieć, w jaki sposób tkanki miękkie kręgosłupa zmieniają się, gdy krążki międzykręgowe rozluźniają się lub ulegają degeneracji w miarę upływu czasu.

W szczególności przyjrzeli się więzadłu twarzowo-czaszkowemu — miękkiej tkance, która utrzymuje razem dwie strony stawu międzywyrostkowego i uważa się, że jest częstą przyczyną bólu dolnej części pleców. Wcześniejsze badania sugerują, że może to być związane ze zmianami mechanicznymi zachodzącymi w tym więzadle podczas zwyrodnienia kręgosłupa, chociaż nie jest jasne, dlaczego tak się dzieje, mówi Middendorf.

Aby się tego dowiedzieć, zespół wydobył więzadła torebkowo-twarzowe z kolców zwłok i przeprowadził eksperymenty mające na celu zmierzenie właściwości mechanicznych więzadeł, takich jak naprężenie i odkształcenie, w różnych warunkach obciążenia. Porównując obrazy MRI kręgosłupa i wyniki ich eksperymentów, zespół odkrył, że tkanki więzadła stawały się sztywniejsze w miarę pogarszania się stanu kręgosłupa.

Naukowcy uważają, że ta zwiększona sztywność powoduje zmianę obciążenia otaczających tkanek i może wyjaśniać, dlaczego u niektórych osób pojawiają się bóle stawów.

„Pokazujemy tutaj, że istnieje korelacja między mechaniką więzadeł a zwyrodnieniem kręgosłupa, co przybliża nas do możliwości określenia, czy to więzadło powoduje ból, czy też jest inną częścią kręgosłupa” – mówi Middendorf.

Dzięki spostrzeżeniom zebranym podczas eksperymentów z tkankami, naukowcy z laboratorium Middendorf planują kolejne prace, aby pogłębić naszą wiedzę na temat zwyrodnienia kręgosłupa i stworzyć zmodyfikowaną tkankę mięśni szkieletowych, którą można przeszczepić w celu zastąpienia uszkodzonej lub chorej tkanki.

Jednak jeśli chodzi o ból, nie zawsze łatwo jest znaleźć odpowiedzi.

„Jednym z wyzwań związanych z diagnozowaniem i leczeniem bólu kręgosłupa jest określenie źródła bólu” – mówi Middendorf.

„Ale możemy lepiej zrozumieć przyczyny i mechanizmy uszkodzenia tkanek, a to oznacza, że ​​pewnego dnia będziemy w stanie zastosować inżynierię wsteczną rozwiązania”.

O tych badaniach wiadomości o bólu przewlekłym

autor: Biuro prasowe
źródło: Medycyna Johna Hopkinsa
Komunikacja: Biuro prasowe – Johns Hopkins Medicine
zdjęcie: Obraz jest w domenie publicznej

Oryginalne wyszukiwanie: Dostęp zamknięty.
„Więzadło torebkowe lędźwiowo-twarzowe staje się bardziej zróżnicowane, a włókna stają się sztywniejsze wraz ze zwyrodnieniem krążka międzykręgowego i stawu międzykręgowegoNapisane przez Jill M. Middendorf i in. Dziennik inżynierii biomechanicznej

podsumowanie

Zobacz też

Więzadło torebkowe wyrostka lędźwiowego staje się bardziej zróżnicowane, a włókna sztywniejsze wraz z krążkiem międzykręgowym i zwyrodnieniem stawu międzykręgowego

Zwyrodnienie kręgosłupa lędźwiowego, a zwłaszcza sposób, w jaki to zwyrodnienie może prowadzić do bólu, jest nadal słabo poznane. W szczególności mechanizmy więzadła twarzowo-czaszkowego mogą przyczyniać się do bólu krzyża, ale zmiany mechaniczne, które zachodzą w tym więzadle przy zwyrodnieniu kręgosłupa, nie są znane.

Ponadto nieliniowy, heterogeniczny i wysoce anizotropowy charakter więzadła torebkowo-twarzowego utrudnia zrozumienie zmian mechanicznych. Klinicznie, objawy zwyrodnienia stawu międzykręgowego i krążka międzykręgowego (IVD) na podstawie obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI) są powiązane.

Dlatego w tym badaniu zbadano, w jaki sposób niejednorodna nieliniowa mechanika więzadła torebki powierzchownej zmienia się wraz ze zwyrodnieniem kręgosłupa lędźwiowego, scharakteryzowanym za pomocą rezonansu magnetycznego.

Kręgosłup człowieka wizualizowano za pomocą MRI, stawów bocznych L2-L5 i oceniano IVD przy użyciu systemów klasyfikacji Fujiwara i Pfirrmann. Następnie izolowano więzadło torebkowo-twarzowe i obciążano je dwuosiowo.

Nieliniowe właściwości mechaniczne ligandu uzyskano za pomocą analizy nieliniowej uogólnionej mechaniki odwrotnej (nGAIM). Następnie model Holzapfela-Gassera-Ogdena (HGO) dopasowano do danych naprężenie-odkształcenie uzyskanych z nGAIM.

Więzadło torebkowo-twarzowe jest sztywniejsze i bardziej zmienne w większych wynikach Pfirrmanna i wyższych wynikach Fujiwary niż w niższych wynikach i wynikach. Analiza heterogeniczności więzadeł wykazała, że ​​wszystkie tkanki są wysoce heterogeniczne, ale nie znaleziono wyraźnych przestrzennych wzorców heterogeniczności.

Wyniki te pokazują, że zwyrodnienie kręgosłupa lędźwiowego, w tym więzadła torebki powierzchownej, wydaje się występować jako całe zjawisko stawowe i pogłębia naszą wiedzę na temat zwyrodnienia kręgosłupa lędźwiowego.