Esplorazione delle caratteristiche micromorfologiche delle vertebre cervicali inferiori adulte basate su micro

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12400 (2023) Citare questo articolo

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Utilizzeremo la tomografia microcomputerizzata per scansionare 31 serie di vertebre cervicali inferiori dell'adulto (155 vertebre) per osservare le caratteristiche morfologiche e la direzione delle trabecole nelle vertebre cervicali inferiori delineando e ricostruendo le regioni di interesse e per calcolare le leggi di variazione di la microstruttura nelle regioni di interesse per rivelarne le caratteristiche strutturali e le aree deboli. Di conseguenza, le immagini hanno mostrato che le trabecole nel peduncolo cervicale inferiore vicino alle cortecce mediale e laterale erano relativamente dense e le loro placche ossee erano lamellari. C'erano cavità tra i processi articolari superiore e inferiore in cui i centri di ossificazione non erano stati assorbiti dopo l'ossificazione. Le trabecole lamellari nelle placche vertebrali vicino alle ossa corticali erano solo 1-2 strati, estesi e trasformati in trabecole a forma di bastoncino di forma radiale verso lo spazio midollare. Le trabecole lamellari della placca vertebrale si estendono sul processo spinoso vicino all'osso corticale. I risultati statistici dei parametri morfologici delle trabecole hanno mostrato differenze significative nei valori della frazione di volume osseo tra le quattro parti (P ​​<0,05). Sono state riscontrate differenze sostanziali nel BS/BV, ad eccezione dell'assenza di differenze tra il peduncolo e la placca vertebrale (P < 0,05). È stata riscontrata una differenza significativa nei valori del fattore del pattern trabecolare tra il processo articolare, il processo spinoso e la placca vertebrale (P < 0,05) e una differenza significativa tra il peduncolo, il processo spinoso e la placca vertebrale (P < 0,05). Non sono state riscontrate differenze significative nello spessore dell'osso trabecolare e nei valori dello spazio trabecolare tra le quattro parti (P ​​<0,05). La prospettiva anatomica microstrutturale conferma che la scelta ottimale è la fissazione interna tramite il peduncolo. Se si utilizzano viti peduncolari, il tratto ungueale deve essere posizionato nel processo spinoso per aumentarne il potere di tenuta e la resistenza all'estrazione.

Essendo una struttura essenziale per sostenere il peso della testa, la vertebra cervicale inferiore è il principale segmento spinale che fa sporgere il collo in avanti e forma una curvatura fisiologica. La curvatura cervicale sostiene il sollevamento della testa e aumenta l'elasticità della colonna vertebrale. È di grande importanza nel mantenere la stabilità del centro di gravità del corpo e nel ridurre le commozioni cerebrali. A causa dei cambiamenti nel lavoro e nello stile di vita delle persone, l'incidenza dei disturbi della colonna cervicale è in aumento e sta gradualmente diventando più giovane1,2,3. Quando la lesione comprime il midollo cervicale o i nervi periferici, il trattamento clinico viene solitamente eseguito mediante fissazione interna tramite viti per ripristinare la stabilità, inclusa la fissazione interna tramite il peduncolo, il processo articolare o la placca vertebrale4,5,6. Attualmente, la maggior parte degli studi sulla fissazione interna cervicale inferiore si sono concentrati sulla sua stabilità dal punto di vista biomeccanico ma meno dal punto di vista anatomico delle vertebre stesse7,8,9.

La tomografia computerizzata convenzionale può rilevare lesioni precoci alla colonna cervicale inferiore ma non può osservarne la microstruttura a causa della sua bassa risoluzione. La tomografia microcomputerizzata (Micro-CT) è un metodo di imaging non distruttivo ad alta risoluzione sviluppato di recente, con risoluzione fino al livello del micron. La micro-CT è stata ampiamente utilizzata in osteologia. Inoltre, studiosi nazionali e stranieri lo hanno applicato per analizzare la microstruttura ossea nell'osteoporosi e altre malattie10,11,12,13. Tuttavia, pochi studi hanno utilizzato la Micro-CT per osservare la microarchitettura ossea per guidare la selezione della procedura clinica.

In questo studio intendiamo assumere la prospettiva della microstruttura anatomica delle vertebre. Dopo aver selezionato la regione di interesse (ROI) della colonna cervicale inferiore, abbiamo utilizzato la Micro-CT per indagare le caratteristiche strutturali trabecolari e i modelli di allineamento. Quindi osservando le loro caratteristiche morfologiche per valutare la loro struttura tridimensionale complessiva e analizzando i loro parametri trabecolari per descrivere accuratamente le caratteristiche ossee di ciascuna parte della colonna cervicale inferiore. Fornirà una base anatomica per la selezione delle procedure cliniche di fissazione interna e una base teorica per ulteriori ricerche sulle caratteristiche biomeccaniche della colonna cervicale inferiore e sulle strategie di trattamento clinico e chirurgico.