Alterations in the Geometry, Fiber Orientation, and Mechanical Behavior of the Lumbar Intervertebral Disc by Nucleus Swelling
Notice bibliographique
Résumé
Soft tissues observed in clinical medical images are often prestrained in tension by internal pressure or tissue hydration. For a native disc, nucleus swelling occurs in equilibrium with osmotic pressure induced by the high concentration of proteoglycan in the nucleus. The objective of this computational study was to investigate the effects of nucleus swelling on disc geometry, fiber orientation, and mechanical behavior by comparing those of prestrained and zero-pressure (unswelled) discs. Thermoelastic analysis techniques were repurposed in order to determine the zero-pressure disc geometry which, when pressurized, matches the prestrained disc geometry observed in clinical images. The zero-pressure geometry was then used in simulations to approximately represent a degenerated disc, which loses the ability of nucleus swelling but has not undergone distinct soft tissue remodeling/disruption. Our simulation results demonstrated that the loss of nucleus swelling caused a slight change in the disc geometry and fiber orientation, but a distinct deterioration in the resistance to intervertebral rotations including sagittal bending, lateral bending, and axial torsion. Different from rotational loading, in compression (with a displacement of 0.45 mm applied), a much larger stiffness (3.02 KN/mm) and a greater intradiscal pressure (IDP) (0.61 MPa) were measured in the zero-pressure disc, compared to the prestrained disc (1.41 KN/mm and 0.52 MPa). This computational study could be useful to understand mechanisms of disc degeneration, and guide the future design of disc tissue engineering material and biomimic disc implants.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».