颈椎间盘的生物力学                               

椎间盘为一密闭性弹性垫，由相邻椎体上下面的软骨面、纤维环和髓核组成。纤维环的纤维走行方向与椎体平面呈30°角。椎间盘的主要生物力学功能是：吸收震荡、冲击能量、维持椎间隙的高度、对抗压缩力并限制相邻两椎体的相对活动范围，同时与后方的小关节面共同承受头颅的压缩载荷。日常生活中，椎间盘的负荷很复杂，它具有以下生物力学特学。  

一、受压的特性

受压后纤维四周膨出。在脊柱的运动节段压缩试验中，首先发生破坏的是椎体而不是椎间盘。这说明，临床上的椎间盘突出不只是由于受压，更主要的原因，是椎间盘内的物质和能量在分布中引起时空扭曲，导致内应力不均匀的结果。                

二、受拉的特性

在不同方向的载荷作用下，椎间盘都受张应力的作用。对椎间盘的强度测试表明，椎体前后部位的椎间盘强度比两侧的高。中间的髓核强度最低。椎间盘的纤维环在不同方向上也表现出不同的强度，沿纤维走行方向的强度是水平方向强度的3倍。这一点对于分析脊柱损伤的机制，确定合理的治疗方法是很有意义的。                        

三、受弯的特性

弯曲和扭曲暴力是椎间盘受损伤的主要原因。前屈前膨，后屈后膨，即都在凹侧膨出，因而凹侧受压，凸侧受拉。通过造影证实，在脊柱的屈伸活动中，髓核并不改变其形状及位置。                                                              

四、受扭的特性

在脊柱运动节段轴向受扭转的试验中发现，扭距和转角变形之间的关系曲线呈“S”形。其中3°~12°的扭转部分，扭距与转角之间存在线性关系。若扭转角超过20°则发生断裂。                                                      

五、受剪的特性

椎间盘的水平剪切强度大约为260N/mm，所以临床上单纯的剪切暴力很少造成纤维环破裂。纤维环的破裂多由弯曲、扭转和拉伸的综合作用造成。               

六、松弛和蠕变

椎间盘在受载荷时有松弛和蠕变现象。在不同程度的载荷下，较大载荷产生较大的变形和较快的蠕变率。蠕变的特点与椎间盘的蜕变程度有关，没有蜕变的椎间盘蠕变很慢，要经过相当长的时间才能达到最大变形，显示出粘弹性性质。蜕变的椎间盘则相反。这表明蜕变的椎间盘吸收冲击的能力减退，也不能将冲击均匀地分布到终板。          

七、滞后

椎间盘和脊柱的运动节段均属于粘弹性体，有滞后性能。此结构在循环加载和卸载时伴有能量损失。滞后与施加的载荷、年龄及椎间盘所处位置有关。载荷越大，滞后越大；随着年龄的增大其逐渐减小。同一椎间盘在第二次加载后的滞后比第一次加载时下降，这表明反复冲击载荷对椎间盘有损害无益。                                               

八、疲劳的耐受

活体椎间盘的疲劳耐受能力尚不清楚。离体脊柱运动节段疲劳试验观察到，施加一个很小的轴向持续载荷，向前反复屈曲5°，屈曲200次时椎间盘出现破坏现象，屈曲1000次时完全破坏。可以认为，在加载负荷开始的时候，椎间盘纤维就有微细结构的改变。                                                                          

九、椎间盘内压

无论离体还是在体的椎间盘内压测试都是很困难的。研究者利用髓核的液态性作为载荷的传导体，用一个脊柱运动节段来做离体测试，发现髓核内压与轴向加载有直接关系。

选自（胡进江《定向正骨治疗疑难症》讲义）