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腰段脊柱的載荷主要由體重、肌肉活動和外加的載荷所產(chǎn)生。這些載荷可因身體的位置前不同。幾乎所有的身體活動都會增加腰段脊柱的載荷。
腰椎間盤承受的載荷遠大于其上面的體重。直立位時,腰椎問盤上的載荷約為所承受身體重量的2倍;坐位時,約為身體重量的3倍;而活動時,還要加上動力性載荷,使腰間盤達靜態(tài)位置時的2倍。另外,在壓縮載荷下,腰椎問盤的應力分布是髓核內壓縮應力最高,是每個單位面積外加載荷的1.5倍,纖維環(huán)的壓縮應力為外載荷的0.5倍,而纖維環(huán)上的拉應力為外加載荷的4~5倍。因此,椎間盤的抗壓能力很大。在實驗中摯荷增加到破壞程度時,骨骼首先受到破壞,如軟骨板破裂,椎間盤組織可突入椎體。
在大多數(shù)生理情況下,腰椎體承受大部分壓縮載荷,這種載荷從椎體上方的軟骨板經(jīng)過椎體外殼的皮質骨和中部的松質骨而傳遞到下方軟骨板。而惟體的絕大部分是由松質背構成的椎體的力學性質不僅與皮質骨有關,而且還與松質骨有關。椎體兩種成分對壓縮載荷的承受比例因年齡而不同,在40歲以下時皮質骨承擔45%,松質骨承擔55%;40歲上者皮質骨喉擔65%,松質骨承擔35%。脊柱的生理彎曲具有彈簧桿的作用,比筆直的脊柱能承受更高的載荷。站立位時,軀干的力線通常是在第4腰椎椎體中心的腹側通過。這表示重力線在脊柱所有階段的活動橫軸的腹側,使活動階段具有一個向前的彎距,而腰段脊柱是向前凸的生理彎曲,靠近重力線,力臂小,因此產(chǎn)生的彎矩小,亦使其能承受更高的載荷。