تاثير تخريب مصنوعي ناشي از سوراخ سوزن سرنگ بر رفتار وابسته به زمان ديسك بين مهره اي

Effect of Artificial Degeneration Induced by Needle Puncture on Time-Dependent Response of Intervertebral Disc.

درك مكانيزم تخريب مصنوعي ديسك به‌كمك مدل هاي حيواني، مي تواند در مطالعه روش هاي احيايي و به اميد يافتن راهكارهاي درماني، مفيد باشد؛ زيرا براي احياي بافت در مدل هاي حيواني، ابتدا نياز به مدل تخريب‌شده بافت است. فرآيند تخريب ديسك مي-تواند در مدل‌هاي حيواني و به‌صورت ايجاد جراحت با سوزن سرنگ شبيه سازي شود. اين در حالي است كه تاكنون پاسخ مكانيكي دقيق ديسك تخريب‌شده به اين روش تحت بارگذاري فيزيولوژيك روزانه، به‌خوبي در ادبيات تحقيق مطالعه نشده است. از اين‌رو در اين تحقيق، از تحليل‌هاي اجزاي محدود معكوس در تركيب با تست هاي آزمايشگاهي استفاده شد تا به كمك آنها، خصوصيات مكانيكي ديسك هاي سالم (8 نمونه) و ديسك هاي تخريب‌شده به وسيله سوزن سرنگ (8 نمونه) استخراج شود. پس از آن، مدل هاي توسعه داده شده براي هر كدام از 16 نمونه تحت بارگذاري ديناميكي روزانه تحليل شدند. براساس نتايج حاصل، تغييرات جابجايي محوري، فشار بين ديسكي و جابجايي كلي سيال بعد از 24 ساعت در گروه ديسك هاي سالم بالاتر از ديسك هاي تخريب‌شده بوده است؛ اما بيشينه استرس محوري داخل ديسك در گروه آسيب‌ديده بالاتر بوده است. نتايج به‌دست آمده، همبستگي مناسبي با نتايج ديسك تخريب‌شده طبيعي جسد انسان دارد؛ درنتيجه تخريب ديسك بين مهره اي با سوزن سرنگ اندازه 16، روشي ساده و مقرون به صرفه است كه مي تواند در شبيه سازي مكانيزم تخريب ديسك در مدل هاي حيواني اعمال شود.

Understanding the mechanism of artificial disc degeneration using animal models is useful to study the regenerative techniques in hope of finding potential therapeutic strategies. For any type of potential therapeutic techniques, first we need to have the degenerated model. Disc degeneration can be mimicked in animal studies using needle puncture. However, the detailed mechanical response of the artificial degenerated disc using needle puncture under physiological diurnal activities has not been analyzed well.Hence, reverse finite element analyses combined with in-vitro experiments were used in this study to find the mechanical properties of intact (N=8) and injured discs using needle puncture (N=8). Afterward, specimen-specific FE models for 16 discs were simulated during physiological diurnal activity. The results showed that the variation of axial displacement, intradiscal pressure, and total fluid exchangein intact discs were significantly higher than the injured ones after 24h. But the maximum axial stress within disc was significantly higher in injured group. The achieved results are correlated with previous human cadaver data for natural disc degeneration. Therefore, it is concluded that the G-16needle puncture injury is a simple and cost-effective methodology which can be used to mimic the degeneration mechanism in animal models.