Materials for the Spine: Anatomy, Problems, and Solutions

Abstract

Disc degeneration affects 12% to 35% of a given population, based on genetics, age, gender, and other environmental factors, and usually occurs in the lumbar spine due to heavier loads and more strenuous motions. Degeneration of the extracellular matrix (ECM) within reduces mechanical integrity, shock absorption, and swelling capabilities of the intervertebral disc. When severe enough, the disc can bulge and eventually herniate, leading to pressure build up on the spinal cord. This can cause immense lower back pain in individuals, leading to total medical costs exceeding $100 billion. Current treatment options include both invasive and noninvasive methods, with spinal fusion surgery and total disc replacement (TDR) being the most common invasive procedures. Although these treatments cause pain relief for the majority of patients, multiple challenges arise for each. Therefore, newer tissue engineering methods are being researched to solve the ever-growing problem. This review spans the anatomy of the spine, with an emphasis on the functions and biological aspects of the intervertebral discs, as well as the problems, associated solutions, and future research in the field.

Influence of stretching exercises in musculoskeletal pain in nursing professionals

“…Tension, compression, and shear or torsional forces are constantly supported by the lower back region, which makes them a risk zone for injuries. Therefore, they have a differentiated anatomy compared to other spinal vertebrae [31].…”

Influence of Rib Cage on Static Characteristics of Scoliotic Spine

“…Compared with the vertebrae, the intervertebral disc is more susceptible to deformation and damage under external load [ 24 ]. In this study, we compared the VMS of the intervertebral discs on T1~S of the thoracolumbar vertebrae of the scoliotic and normal spine model with and without rib cage.…”

Surgical treatment of the lumbar disc herniation complicated by lumbar spinal stenosis

“…Патологію МХД та суглоба виявляють при розтині всіх осіб віком понад 50 років [5]. Дегенерація МХД трапляється з частотою від 12 % до 35 % у цій популяції залежно від генетичної схильності, віку, статі та чинників довкілля і зазвичай локалізується у поперековому відділі хребта через наявність тяжчих навантажень і напружених рухів [6].…”

“…Дегенеративно-дистрофічні зміни на поперековому рівні пов'язані з анатомо-фізіологічними особливостями цього рівня: перерозподілом максимального навантаження на цей відділ хребта, що призводить до більшої швидкості руйнування ХРС, та великою висотою МХД порівняно з іншими відділами хребта [6], що має негативні наслідки для надходження до них поживних речовин. До дегенерації тканин, окрім зношування, призводять зміни метаболічного транспорту та рівня ферментативної активності, фізіологічне старіння к літин і апоптоз, зміна в матричних макромолекулах і вмісту води, структурні пошкодження, нейроваскулярне вростання в МХД, генетична схильність [18].…”