بررسی پاسخ وابسته به زمان دیسک های بین مهره ای سالم و دژنره شده ناحیه گردنی با استفاده از مدل پوروویسکوالاستیک و داده های تست تجربی ریلکسیشن

دیسک بین مهره ای در ستون فقرات عامل انعطاف پذیری، انتقال بار و استهلاک انرژی ضربات ناشی از بارگذاری می باشد. گذشت زمان و اعمال بارگذاری های نامناسب باعث دژنره شدن دیسکهای بین مهره ای می شود. بررسی پارامترهای بیومکانیکی دیسک سالم و دژنره شده برای کشف مکانیزمهای مربوط به دژنره شدن و یافتن راهکارهای درمان از اهمیت بالایی برخوردار است. در تحقیق حاضر دیسک ناحیه گردنی ستون فقرات به همراه دو مهره مجاور آن (C5 و C6) با استفاده از روش سی تی اسکن به یک مدل سه بعدی دقیق تبدیل شده است. برای تعریف دقیق خواص بیومکانیکی دیسک و مهره از دو مدل پوروویسکوالاستیک و پوروالاستیک استفاده شده است. این دو مدل ضمن درنظرگرفتن خواص ماتریس جامد دیسک و مهره، جریان سیال آب درون آنها را نیز به عنوان یک جزء اساسی در عملکرد ستون مهره ها با درنظرگرفتن ساختار متخلخل برای دیسک و مهره لحاظ کرده اند. خاصیت ویسکوالاستیک فاز جامد دیسک با استفاده از تست آزمایشگاهی ریلکسیشن بر روی نمونه دیسک گوسفندی و برازش داده های تنش-زمان به مدل عمومی ماکسول دوشاخه ای استخراج گردیده است. با استفاده از روش المان محدود، پاسخهای وابسته به زمان دیسک بین مهره ای سالم و دیسکهای دژنره شده در سه سطح مختلف (خفیف، متوسط و شدید) در بارگذاری ریلکسیشن مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج نشان می دهند که در فرآیند ریلکسیشن، با افزایش میزان دژنره شدن دیسک، سرعت جریان سیال درون آن کاهش می یابد و این امر منجر به کاهش انعطاف پذیری دیسک تحت بارگذاری می گردد. همچنین با بررسی نتایج مشاهده می شود که تنش ریلکسیشن دیسک دژنره شده شدید نسبت به دیسک بین مهره ای سالم تا حدود 16% افزایش یافته است. بررسی میزان بیرون زدگی دیسکهای دژنره شده نسبت به دیسک سالم تحت بارگذاری، نشاندهنده افزایش میزان بیرون زدگی با افزایش میزان دژنره شدن دیسک است.