Pressione dell'acqua per una colonna vertebrale stabile
La struttura di un disco è semplice ma ingegnosa, e molto efficace nell'adempiere la sua funzione. Esso è formato da un nucleo morbido spugnoso circondato da anelli di materiale fibroso duro, gli anuli fibrosi. In questo modo è possibile avere allo stesso tempo due proprietà diametralmente opposte: rigidezza e flessibilità. L'équipe di progetto dell'Israel Institute of Technology ha misurato la pressione dell'acqua interna negli anuli fibrosi in condizioni d'applicazione di carico. La pressione di rigonfiamento, dal punto di vista biochimico, è dovuta ad un gruppo di molecole chiamate proteoglicani. Per via della loro struttura, i proteoglicani attirano e trattengono le molecole d'acqua, facendo così aumentare la pressione idrostatica o osmotica nel disco. Gli scienziati hanno usato tecniche di scattering a raggi X a piccoli angoli per misurare lo stress osmotico e fornire una misurazione indiretta del contenuto d'acqua. L'età dei soggetti studiati andava dai 25 ai 77 anni. I ricercatori hanno scoperto che il contenuto d'acqua dipendeva dall'età, dalla pressione osmotica esterna e dalla posizione del tessuto. Inoltre è apparso che la tensione del disco negli anuli fibrosi riveste solo un ruolo minore nello stato d'equilibrio del disco sotto carico. Per il trapianto di dischi artificiali è necessario che i parametri fisici e chimici della protesi rientrino in una determinata gamma, per cui dei risultati di progetto di questa natura possono contribuire all'efficienza del trapianto di disco in caso di mal di schiena cronico.
