ABSTRACT
SUMMARY: Lumbar disc herniation is considered to be the main pathological factor for the common clinical disease of low back pain. Biomechanical factor is an important cause of lumbar disc herniation, so it is urgent to analyze the stress/strain behavior of intervertebral disc under different loading condition. Slow repetitive loading is considered to be an important factor of spine and disc injuries, and the effect of fatigue load on internal displacement in the intervertebral disc was investigated by applying the optimized digital image correlation technique in this study. The first finding was that fatigue load had a significant effect on the displacement distribution in the intervertebral disc under compression. Superficial AF exhibited the largest axial displacements before fatigue load, while it exhibited the smallest axial displacements after fatigue load. Inner AF exhibited slightly smaller radial displacements than outer AF before fatigue load, while it exhibited significantly greater radial displacements than outer AF displacements after fatigue load. The second finding was that fatigue load had a certain effect on the internal displacement distribution in the flexed intervertebral disc under compression. Middle AF exhibited the smallest axial displacements before fatigue load, while deep AF exhibited the smallest axial displacements after fatigue load. The radial displacement distribution did not change before and after fatigue load, as the radial displacement in outer AF was the smallest, while the radial displacement in inner AF was the largest. The third finding was that with the increase in fatigue time and amplitude, the Young's modulus of the intervertebral disc increased significantly. This study can provide the basis for clinical intervertebral disc disease prevention and treatment? and is important for mechanical function evaluation of artificial intervertebral disc as well.
RESUMEN: La hernia de disco lumbar se considera el principal factor patológico para la enfermedad clínica común del dolor lumbar. El factor biomecánico es una causa importante de hernia de disco lumbar, por lo que es urgente analizar el comportamiento de esfuerzo / tensión del disco intervertebral bajo diferentes condiciones de carga. La carga repetitiva lenta se considera un factor importante de lesiones de columna y disco, y en este estudio el efecto de la carga de fatiga sobre el desplazamiento interno en el disco intervertebral se investigó mediante la aplicación de la técnica de correlación de imagen digital optimizada. El primer hallazgo fue que la carga de fatiga tuvo un efecto significativo en la distribución del desplazamiento en el disco intervertebral bajo compresión. El AF superficial exhibió los desplazamientos axiales más grandes antes de la carga de fatiga, mientras que exhibió los desplazamientos axiales más pequeños después de la carga de fatiga. El AF interno exhibió desplazamientos radiales ligeramente más pequeños que el AF externo antes de la carga de fatiga, mientras que exhibió desplazamientos radiales significativamente mayores que los desplazamientos AF externos después de la carga de fatiga. El segundo hallazgo fue que la carga de fatiga tenía un cierto efecto sobre la distribución del desplazamiento interno en el disco intervertebral flexionado bajo compresión. El AF medio exhibió los desplazamientos axiales más pequeños antes de la carga de fatiga, mientras que el AF profundo exhibió los desplazamientos axiales más pequeños después de la carga de fatiga. La distribución del desplazamiento radial no cambió antes ni después de la carga de fatiga, ya que el desplazamiento radial en la FA externa fue el más pequeño, mientras que el desplazamiento radial en la FA interna fue el más grande. El tercer hallazgo fue que con el aumento del tiempo de fatiga y la amplitud, el módulo de Young del disco intervertebral aumentó significativamente. Este estudio puede proporcionar la base para la prevención y el tratamiento clínico de la enfermedad del disco intervertebral, y también es importante para la evaluación de la función mecánica del disco intervertebral artificial.