Napjainkban egyre komolyabb népegészségügyi problémát jelentenek a degeneratív
gerincbetegségek, amelyeknél a gerinc-szegmentumok instabilitásaként jelentkezik a probléma. A
gerinc-szegmentumot két szomszédos csigolya és a köztük lévő porckorong alkotja, a csigolyák
csontos nyúlványaival és a környező szalagokkal, izmokkal együtt. A gerinc-szegmentum
instabilitásán mozgásterjedelmének élettani határon túli megnövekedését, és kóros mozgásminták
megjelenését értjük. A szegmentális instabilitás krónikus derék-, illetve alsó végtagba sugárzó
fájdalom kialakulásához vezet. Ennek gyógyítása konzervatív kezelési eljárásokkal, végső esetben
műtéttel lehetséges.
A gerincsebészetben alapvető műtéti megoldás a fájdalomforrásul szolgáló szegmentum teljes
elmerevítése a két szomszédos csigolya fúziója. A fúziós technika célja a csontos átépülés létrejötte a
két szomszédos csigolya között, többféle műtéti technikával.
A fúziós műtéti technika során az érintett gerinc-szakasz teljes elmerevítése következtében a
mozgásképesség a szomszédos szegmentumokra hárul, amely igénybevételi átrendeződéssel jár,
jelentős többletterhet róva a szomszédos szegmentumokra. Ez a túlterhelés a szomszédos
szegmentumok porckorongjainak károsodásához és a vonatkozó gerincszakaszon funkcionális
diszharmónia kialakulásához vezethet. Ezt a jelenséget foglalja magában az ún. szomszédos
szegmentum szindróma, amellyel számos beteg jelentkezik a műtét után. Az eddigi kutatások
összefüggést mutattak ki a merev fúzió és a szomszédos szegmentum szindróma megjelenése között,
ugyanakkor mindezidáig egyértelműen nem nyert bizonyítást az ellenkezője: hogy a nem-merev
rögzítéseknél elkerülhető-e a szomszédos szegmentumok degenerációja. Ennek a mechanikai
jelenségnek a numerikus vizsgálata képezi kutatás célját.
A vizsgálat végeselem-módszerrel, előreláthatóan az ANSYS programrendszerrel történik.
Anatómiai adatok alapján felépítjük a legalább három szegmentumból álló (a műtött és a két
szomszédos szegmentumot, összesen négy csigolyát tartalmazó) egészséges és fúzionált modellt, és
különféle terhelési esetekre meghatározzuk a károsodást okozó megváltozott, illetve túlzott terhelésű
szakaszokat és az azokban fellépő feszültségeloszlást és deformációkat. Károsodási folyamatok
numerikus szimulációját is tervezzük. Eredményeinket lehetőség szerint összehasonlítjuk a
rendelkezésünkre álló kísérleti eredményekkel.