НАГРУЗКА НА МЕЖПОЗВОНКОВЫЙ ДИСК.
Силы, действующие на межпозвонковый диск, увеличиваются по мере приближения к крестцу.
При приложении сил только по вертикальной оси мы наблюдаем, что при давлении со стороны позвонковых пластинок на межпозвонковый диск на ядро приходится 75% силы, а на кольцо — 25%, таким образом, при действии силы в 20 кг 15 кг силы приложены к ядру, а 5 — к кольцу.
Однако в горизонтальной плоскости ядро передает часть усилия кольцу (рис. 39). Например, в положении стоя на уровне дисков (L5 — S1) сила вертикальной компрессии, действующая на ядро и передающаяся на кольцо, соответствуют 28 кг/см2 и 16 кг/см2.
Эти силы значительно увеличиваются при поднятии тяжести. При сгибании туловища кпереди давление/ см2 увеличивается до 58 кг. тогда как давление/см2 повышается до 87 кг. Когда туловище выпрямлено вертикально, давление достигает 107 кг/см2 и 174 кг/ см2. Эти значения могут быть и выше, если вес поднимается резко, и могут вплотную приблизиться к критическому значению.
Давление в центре пульпозного ядра никогда не бывает нулевым, даже если диск не нагружен. Это давление имеет место благодаря свойству ядра впитывать воду, вследствие чего диск «выбухает» внутри нерастяжимой оболочки. Это аналогично состоянию исходной нагрузки. В технологии строительства «исходная нагрузка» означает напряжение балки перед нагрузкой. Если на однородную балку (рис. 40) давит тяжесть, она сгибается на протяжении (f1).
Если балка (рис. 41) имеет металлический трос, натянутый между точками (Т) и (T’), она исходно нагружена и искривление (f2), вызванное тем же весом. будет явно меньше, чем (f1).
Состояние исходной нагрузки межпозвонкового диска, следовательно, дает большую устойчивость к компрессии и наклонам. С годами ядро теряет свои свойства связывать воду, и состояние исходной нагрузки постепенно теряется: отсюда снижение гибкости позвоночного столба с возрастом.
При приложении асимметричной нагрузки к диску по оси (рис. 42) вышележащая позвонковая пластинка наклоняется в сторону перегрузки иод углом (а). Следовательно, волокна (АВ’) будут растянуты, как (АВ). но в то же время максимальное давление ядра будет направлено в сторону стрелки, что приведет волокна (АВ) к позиции (АВ’), таким образом выправляя позвонковую пластинку и возвращая ее в исходное положение. Этот механизм самостабилизации связан с состоянием исходной нагрузки.
Мы также видим, что ядро и диск составляют функциональную пару, чья эффективность зависит от каждого компонента. Если внутреннее давление ядра снижается или нарушается натяжение кольца, эта функциональная пара тут же теряет свою эффективность.
Состояние исходного напряжения также объясняет эластические свойства диска, как было показано в эксперименте Хирша (Hirsch) (рис. 43). Если исходно нагруженный диск (Р) испытывает сильное воздействие (S), толщина диска колеблется от минимальной до максимальной согласно кривой убывания колебаний в течение одной секунды. Если воздействие слишком сильно, силы этой вибрации достаточно для разрушения волокон кольца.
Так происходит изнашивание диска при повторяющихся серьезных воздействиях.
