纤维环结构与椎间盘功能及失败的关系

本文提出了一个简单模型，解释了椎间盘在压缩、扭转和弯曲时观察到的功能和失败；该模型基于纤维环中胶原纤维的观察排列。认为这些纤维具有与肌腱相同的机械特性；因此，可以预测产生特定变形并不可逆损害纤维所需的应力。对椎间盘机械行为的预测与已发布的压缩和扭转结果一致；尚未进行与弯曲相关的可比实验。进一步预测，扭转和弯曲可能导致纤维环失败和突出。由于向前弯曲的影响，以及在扁平和回返的腰椎盘中，扭转应力集中在最大曲率点，故失败可能发生在后方。椎间盘的结构在向前弯曲和扭转时能保护胶原纤维。压缩则预计导致终板骨折，而非纤维环失败。