Dank einer Zusammenarbeit mit der Uniklinik Balgrist und der Universität von Pittsburgh, Empa ist zu Beginn der Entschlüsselung der mechanik der unteren Wirbel. Forscher wollen in der Lage sein zu zeigen, wie die Abnutzung kommt auf Wirbelkörper und Bandscheiben. Dies würde auch die Wahl der entsprechenden Therapie viel leichter.

Einige sagen, dass Rückenschmerzen ist der Preis, den wir bezahlen, aufrecht zu gehen. Andere behaupten, dass das problem der Rückenschmerzen wirklich nur gestartet, wenn die Menschheit setzte sich zu reflektieren und zu betrachten: mangelnde Bewegung schwächt die Muskulatur, die ist verbunden mit stress im Privatleben oder am Arbeitsplatz. Menschen laufen durch das Leben über gebeugt mit Besorgnis und die Rückenmuskeln verkrampfen sich immer mehr und mehr. Das Fazit von all dem: Rückenschmerzen.

In der Regel, das problem kann behoben werden, durch die Entspannung und Kräftigung der Rückenmuskulatur. In einem von sieben Fällen, aber so funktioniert das nicht. Auch geben diese Patienten, die Opiate nicht mehr hilft. In diesen Fällen ist ein mechanisches problem lauert hinter dem Rücken Schmerzen, und nur eine operation kann ein Ende zu setzen das Leid. In schweren Fällen, die Defekten wirbeln oder Bandscheiben überbrückt werden mit einem Metall-Konstruktion (intervertebrale fusion). Das Feste segment ossifies und nicht in der Lage ist zu lösen keine Schmerzen mehr. Aber diese Art von reparatory Betrieb bietet nur die Patienten ein paar Jahren der Erleichterung, bevor das problem wieder aufflammt, in die benachbarten Wirbel. Die Frage ist, warum dies geschieht und wie dies verhindert werden kann.

Eine Frage, die geeignet für Maschinenbau-Ingenieure

Bernhard Weisse und seinem team an der Empa untersuchen genau diese mechanischen Fragen. Um zu verstehen, warum und wie schnell sich ein wirbelgelenk verschleißt, müssen die Forscher wissen, die Kräfte, die wirken in diesem Bereich. Dies wiederum erfordert eine genaue Vorstellung von der Form, Elastizität und Flexibilität des einzelnen „Elemente“. Es ist eine Frage für Maschinenbau-Ingenieure, ähnlich wie im Brückenbau, im Schiffsbau oder bei der Entwicklung von Fahrwerkskomponenten für Autos.

Der erste Schritt für das Empa-team war zu optimieren, der theoretischen Fundierung: Sie fütterte das computer-Programm „OpenSim“, ein weit verbreitetes Simulationsprogramm für den menschlichen Muskel-Skelett-system, entwickelt von der „Nationalen Zentrum für Simulation in der Reha-Forschung“ an der Stanford University, mit geometrischen Wirbelsäule Daten von 81 Patienten. Ziel war es, zu veranschaulichen, die Biomechanik der Wirbelsäule so exakt wie möglich in dieser computer-simulation: ist ein Wirbelsäulen-disk verhält sich wie ein ball-and-socket-joint? Oder mehr wie ein Gummi-Lager? Welchen Einfluss haben die Muskeln haben? Hat die Gummi-Lager bleiben immer einheitlich starren oder ist die Steifigkeit ändern sich je nach dem Winkel der Krümmung? Die Empa in Zusammenarbeit mit dem Labor für Orthopädische Biomechanik an der Uniklinik Balgrist (Universität Zürich) und dem Institut für Biomechanik an der ETH Zürich, Antworten zu finden.

Die Skelett-simulator

Rückenschmerzen - eine Frage der mechanik

Mit Hilfe des Computers ein Modell, das Wissenschaftler es geschafft zu simulieren, die mechanik – die ist, wie Sie kam näher zu identifizieren, eine Fehlstellung der Wirbelsäule, die als eine der Ursachen für ein erhöhtes Risiko eines Rückfalls bei bestimmten Patienten. Wenn diese Personen beugt sich nach vorne zu heben, eine Last, die intervertebralen Gelenke strapaziert werden bis zu 34 Prozent mehr. Wenn eine Spinale Platte bricht und nicht überbrückt wird, kann die Belastung auf die benachbarten Wirbel trägt auf steigende und kann bis zu 45 Prozent höher ist als bei gesunden Menschen. Kein Wunder, dass das Niveau der Verschleiß steigt rapide an.

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