论文部分内容阅读
下腰痛是当今社会相当普遍的现象之一,是影响人类健康的一种常见病。腰背疼痛严重地困扰着人们的正常生活,而椎间盘的退行性改变及其继发病是引起下腰痛的常见原因。下腰部是承受着整个人体上半身的重量是整个脊柱受载荷最大的地方,而长时间的不良坐姿不仅使得腰部持续长时间的处于超载负荷的环境下,也改变了正常脊柱的生理弧度,异常的脊柱弧度使得下腰部椎间盘长时间处于异常的载荷环境之下,而且更加加重了下腰部椎间盘的超载环境。因为现实等原因,对于椎间盘的活体研究只能使用各种动物作为载体,因此本论文中长时间不良坐姿情况下人体腰椎间盘的小角度弯曲的研究通过建立大鼠尾部椎间盘在小角度弯曲条件下的动物试验来模拟完成,另一方面动物模型能够造成椎间盘退行性的事实,却不能具体分析其中的生物力学的变化,因此最后还要建立椎间盘的有限元模型并模拟椎间盘的弯曲条件来进行应力应变的研究分析。本研究的主要内容如下:(1)基于CT扫描图像,结合逆向工程技术建立人体脊柱腰椎节段(L4-L5)的几何结构并将各组成部分(髓核、纤维环基质、纤维、终板、腰椎L4、腰椎L5)重组,最后通过有限元技术建立腰椎节段(L4-L5)的有限元模型。(2)通过大鼠尾部椎间盘小角度弯曲的方式来建立大鼠尾部近端异常弧度的动物模型,并观察动物模型中椎间盘在异常弧度下的退行性改变情况,最后通过影像学和组织学进行检测,(3)由建立腰椎椎间盘有限元模型的经验建立大鼠尾部椎间盘有限元模型,并施加5°的弯曲角度。分析椎间盘中纤维环、纤维、髓核等主要组成部分的等效应力等相关生物力学。然后在此基础上对大鼠尾部椎间盘施加10°、15°、20°、25°的弯曲角度,进一步研究分析大鼠尾部椎间盘在弯曲角度加大的情况下椎间盘的生物力学性质针对前人单纯建立人体椎间盘有限元模型而没有相关的动物试验支撑或者建立动物试验研究却没有从有限元方面研究分析所建动物模型生物力学的不足,本论文通过现代生活中由于椎间盘退行性变化导致的非常普遍的下腰痛来入手,从不良坐姿的角度进行分析,建立相关的动物试验模型,并通过建立对应的有限元模型来进行生物力学分析研究。