椎间盘细胞死亡依赖于脊柱负载的大小和持续时间

研究设计：关于静态压缩应力对椎间盘毒性影响的体内研究。目标：确定椎间盘细胞死亡是否与脊柱压缩负载的大小和持续时间相关。背景数据摘要：体内静态压缩已被证明会引起细胞死亡。而细胞死亡又与人类椎间盘退变相关。目前尚无针对椎间盘的耐受标准结合生物力学和生物因素，尽管两者在加速退变的病例中都有涉及。方法：小鼠尾椎间盘通过外部压缩装置进行体内加载。以两种大小（0.4 和 0.8 MPa）施加压缩应力，持续7天，并在额外一种大小（1.3 MPa）下进行1天、3天和7天的加载。对椎间盘的正中矢状面切片进行末端脱氧核苷酸转移酶-掺标记（TdT-dUTP）末端标记（TUNEL）反应着色，以检测凋亡。量化分析用于将细胞死亡的程度与加载的大小和持续时间相关联。结果：死亡细胞百分比的probit变换与压缩应力和加载时间的对数变换之和成正比。结论：本研究结果表明开发脊柱负载与椎间盘退变之间的定量相关性的可行性。未来，这种相关性可能与现有的工程模型结合，以预测对物理暴露的脊柱负载，从而改善健康与不健康脊柱负载的界限定义，最终制定出优化的下背部安全指南。