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若椎間環產生傷害後,椎間核會因脊椎受力而往後外側方向凸出,若壓迫到椎間孔中的神經根,便會引發坐骨神經痛。即使以手術方法椎間盤凸出症,仍常見疾病再復發的現象,原因一般是認為受損後的椎間環纖維強度不足以保持椎間核壓力。當脊椎再度受壓時,椎間核會再度凸出。因此為避免椎間盤凸出再復發,在進行手術時,應在椎間盤破損處注射能加速椎間盤纖維化的生醫材料,例如白金線圈(Platinum Fiber Coil)、組織膠(NBCA Glue)、骨水泥(Bone Cement)和明膠海綿(Gelfoam),或外生性交聯劑,以加速椎間盤組織的癒合。為測量各種生醫材料對椎間盤損傷的癒合效果,本實驗室研發了「椎間盤體積-壓力關係量測系統」(quantitative discomanometry,QD),該系統包含了可程式控制的針筒注射器和資料擷取系統。針筒注射器可將定量食鹽水以固定速度注射入椎間盤內,並同步記錄椎間盤內的壓力變化。將注射實鹽水體積與椎間盤壓力資料繪成「體積與壓力關係曲線(P-V curve)」,即可獲得椎間盤之洩漏壓(leakage pressure)、洩漏體積(leakage volume)、飽和壓力(saturate pressure)及飽和體積等四個可用來描述椎間盤完整度的四個參數。其中飽和壓力可視為椎間盤可承受的極限壓力。


「椎間盤體積-壓力關係量測系統」示意圖
注射食鹽水體積-椎間盤內壓力關係曲線