Wasserdruck für ein stabile Wirbelsäule
Die Struktur einer Bandscheibe ist einfach aber raffiniert, und sehr wirkungsvoll bei der Erfüllung ihrer Funktion. Sie besteht in der Mitte aus einem weichen Schwamm, der durch Ringe aus zähem Fasermaterial umgeben ist, den Annuli fibrosi. Dies macht es möglich, dass die zwei scheinbar gegensätzlichen Funktionen, Stützapparat und Beweglichkeit, zusammen vorliegen. Die Projektgruppe am Israel Institute of Technology hat den inneren Wasserdruck in den Annuli fibrosi unter Belastung gemessen. Aus biochemischer Sicht stammt der Quellungsdruck von einer Molekülgruppe, die man Proteoglykane nennt. Aufgrund ihrer Struktur ziehen sie sich zusammen und halten Wasser fest. Dadurch erhöhen sie den hydrostatischen oder osmotischen Druck in der Bandscheibe. Die Wissenschaftler wendeten Kleinwinkel-Röntgenbeugung und Verfahren zur Messung der osmotischen Belastung an, was einer indirekten Messung des Wassergehaltes gleichkommt. Das Alter der untersuchten Personen lag zwischen 25 und 77 Jahren. Die Forscher entdeckten, dass der Wassergehalt vom Alter, dem äußeren osmotischen Druck und der Gewebelage abhängt. Des weiteren scheint es so, dass die Spannung der Bandscheibe in den Annuli fibrosi nur eine unbedeutende Rolle beim Gleichgewichtszustand der Bandscheibe unter Belastung spielt. Die Transplantation einer künstlichen Bandscheibe erfordert, dass die physikalischen und chemischen Parameter der Prothese innerhalb eines bestimmten Bereichs liegen. Die diesbezüglichen Ergebnisse des Projekts können dann zur Wirksamkeit des Bandscheibenersatzes bei Personen, die an chronischen Rückenschmerzen leiden, beitragen.
