先进急诊医学

腰椎椎间盘应力应变特征及其退变机制的研究现状

张 旗

郑州大学第五附属医院

王 瑞博

郑州大学第五附属医院

吕 柏康

郑州大学第五附属医院

王 耀斌

郑州大学第五附属医院

付 卫平

郑州大学第五附属医院

张 长江

郑州大学第五附属医院

DOI: https://doi.org/10.59429/xjjz.v8i1.13441

Keywords: 腰椎椎间盘；应力应变；退变机制；脊柱生物力学；腰背痛

---

Abstract

腰椎椎间盘作为脊柱椎体间核心的缓冲与承重结构，其应力应变特征是维持脊柱生理功能的生物力学基础，而应力应变的异常改变则是诱发椎间盘退变的重要始动因素。椎间盘退变是临床腰背部疼痛、腰椎间盘突出症等脊柱疾病的主要病理基础，严重影响人群的生活质量。目前国内外关于腰椎椎间盘应力应变特征的研究，已从单纯的生理力学检测延伸至异常力学刺激与退变关联的机制探索，涵盖生物力学、细胞分子、临床病理等多个维度，明确了压应力过载、剪切应力异常等力学改变对椎间盘细胞、细胞外基质的损伤作用，也发现了炎症反应、营养代谢障碍等在力学介导退变中的关键作用。本文梳理腰椎椎间盘的生理应力应变特征、应力应变异常的类型及诱因，分析异常力学刺激介导椎间盘退变的核心机制，总结当前的研究方法与进展，并指出研究不足与临床转化方向，为后续深入研究及临床防治椎间盘退变相关疾病提供参考。

---

References

[1] 沈世彬，唐国柯. 脊柱内窥镜下腰椎椎间盘切除术后 纤 维 环 缝 合 技 术 的 研 究 进 展[J ] . 脊 柱 外 科 杂 志 ，2026,24(01):69-73.

[2] 梁和胜，王笑英，梁卓贤等. 经皮内窥镜下腰椎椎间盘切除术中行椎间盘内外射频消融治疗腰椎椎间盘突出症[J]. 脊柱外科杂志，2026,24(01):12-17.

[3] 郭松，付强，李新华等. 脊柱内窥镜杂交技术联合钬 激 光 治 疗 腰 椎 椎 间 盘 突 出 症[J ] . 脊 柱 外 科 杂 志 ，2026,24(01):5-11.

[4] 王凯强，贺云飞，朱贺等. 不同方式加温灌洗液对经皮内窥镜下腰椎椎间盘切除术疗效的影响[J]. 脊柱外科杂志，2025,23(05):329-333+343.

[5] 芦银江，任伟峰，许汉荣等. 腰椎椎间盘突出症椎间盘切除术后脊柱 - 骨盆矢状面形态的自然转归[J]. 脊柱外科杂志，2024,22(04):257-261.

[6] 王自强，钱晋武，沈林勇等. 三维数字图像相关 (DIC) 技术在生物材料力学性能测试中的应用进展 [J]. 功能材料，2019, 50 (8): 8001-8008.

[7]Niu T, Zhang L, Li X, et al. In vivo assessment of lumbar intervertebral disc mechanical properties using magnetic resonance elastography: a systematic review and meta-analysis[J].European Journal of Radiology, 2024, 172: 111345.

[8] 王晨光，张雪宁，李建民等. 定量磁共振成像技术在腰椎间盘退变评估及生物力学研究中的应用进展 [J]. 中华放射学杂志，2023, 57 (8): 889-894.

[9] 张伟，李响，王辰. 周期性牵张微应变影响髓核细胞生物学功能和退变的研究 [J]. 中华骨科杂志，2025, 45 (19): 1309-1315.