Determination of local stresses in healthy, degenerated and iatrogenic intervertebral discs during pure and complex loading

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Über die für eine Schädigung relevante Beanspruchung der Bandscheibe insbesondere bei komplexen Belastungen ist nur wenig bekannt. Im geplanten Vorhaben soll diese Lücke mit einer Kombination aus In-vitro-Experimenten, In-vivo-Daten und Finitelemente-Berechnungen geschlossen werden. In vitro soll u.a. der Druck im Nukleus und in verschiedenen Annulusbereichen während ebener und komplexer Belastungen erfasst und mit den eigenen in-vivo gemessenen Drücken im Nukleus verglichen werden. Mit Hilfe dieser und weiterer biomechanischer Daten soll ein Finite-Elemente-Modell überprüft und optimiert werden, das ortsaufgelöst die Spannungen und Dehnungen in beliebigen Abschnitten der intakten, degenerierten und iatrogen veränderten Bandscheibe berechnet. Um Angaben über die Spannungszustände individueller Bandscheiben machen zu können, soll das Modell im 3. Förderungsjahr an die Geometrie und die Materialeigenschaften individueller Lendenwirbelsäulenabschnitte angepasst werden. Ziel ist es, diejenigen Belastungskombinationen zu finden, die zu den höchsten Beanspruchungen im Annulus und Nukleus führen und damit für ihre Degeneration oder für Bandscheibenvorfälle verantwortlich gemacht werden können. Für die Praxis ergeben sich hieraus Empfehlungen für präventive Verhaltensregeln, konservative Therapiestrategien und postoperative Behandlungsformen bei Bandscheibenerkrankungen.