研究以逆向工程治疗为目标,调查背部和关节疼痛的来源
这是一个熟悉的故事:你感到背部一阵刺痛,然后你就下不了床了。从背部疼痛到关节疼痛,肌肉骨骼疼痛虽然常见,但可以改变生活并使人衰弱。但一定要这样吗?
这是约翰霍普金斯大学机械工程助理教授吉尔·米登多夫面临的一个大问题,她研究的是导致软骨形成的机械因素,韧带关节会断裂。
“我们的目标是了解肌肉骨骼组织的退变过程,包括软骨、韧带和椎间盘使用先进的机械技术,”米登多夫说。“如果我们了解了这个过程发生的原因,我们希望将我们的发现转化为修复受损组织并预防更多损伤的新方法疼痛,"
在最近的一项研究中生物力学工程杂志米登多夫和合作者试图了解随着时间的推移,椎间盘分解或退化,脊柱软组织是如何变化的。
具体来说,他们观察了关节囊韧带这是一种软组织,它将小关节的两侧连接在一起,被认为是下颌关节的常见原因背部疼痛.米登多夫说,之前的研究表明,这可能与脊柱退变过程中韧带发生的机械变化有关,尽管目前还不清楚具体原因。
为了找到答案,研究小组从尸体脊椎中提取了小关节囊韧带,并进行了实验,以测量韧带在不同负载条件下的力学性能,如应力和应变。通过比较脊柱的MRI图像和实验结果,研究小组发现,随着脊柱退行性变,韧带中的组织变得更硬。
研究人员认为,这种硬度的增加会改变周围组织的负荷,这可能解释了为什么有些人会有这种感觉方面关节痛。
米登多夫说:“在这里,我们证明了韧带的力学和脊柱退行性变之间的相关性,这使我们更接近于能够确定是这个韧带引起了疼痛,还是脊椎的其他部分。”
米登多夫实验室的研究人员从他们的组织实验中收集了一些见解,他们计划下一步进一步深入了解脊柱退变,并创造可以植入的工程肌肉骨骼组织,以取代受损或患病的组织。
然而,当涉及到疼痛时,答案并不总是那么容易找到。
“诊断和治疗脊柱疼痛的挑战之一是确定疼痛的来源,”米登多夫说。“但我们可以了解更多的原因和机制组织这意味着我们总有一天能够逆向设计出解决方案。”
更多信息:Jill M. Middendorf等人,椎间盘和小关节退变导致腰椎小关节囊韧带变得更加各向异性和纤维变硬,生物力学工程杂志(2022)。DOI: 10.1115/1.4056432