Normal and slightly degenerated lumbar intervertebral disc speciinem (L1–L4) taken at autopsy from 16 individuals between 20 and 57 years of age have been studied to evaluate the effect of forward, hackward and sideward tilt on the intradiscal pressure.

In a vertically loaded and tilted disc the hydrostatic properties of the nucleus pulposus are not affected.

In disc-preparations containing one disc and parts of adjoining vertebral bodies it has been found that compared to the intradiscal pressure in the non-tilted case, the pressure in healthy or slightly degenerated specimens shoxs an increase on tilted loading. No difference was observed betwecn L1, L2, L3 and L4 in this respect. The recorded increase in pressure in absolute measure at a tilt of 5° is about 0.7 kp./cm.² independently of the applied load in the interval 2-10 kp./cm.².

The percentage increase produced by a tilt of 5° will be for an external load of 2 kp./cm.2:​ 22 %, for 10 kp./cm.²:​ 5 %. The increase in pressure and the relative diminution of this increase with higher loads is explained by the fact that the lateral bulging of the annulus fibrosus on tilted loading follows a nonlinear pattern, so that the nucleus pulposus has relatively less volume at its disposal with vertical loading on a tilted than on a non-tilted disc. With increasing loads this effect will, expressed as a percentage, become less and less pronounced.

The relation between tilt and increase in intradiscal pressure has been estimated and it can on the basis of the experimental findings of this examination be expected that a tilt of morc than 5° map lead to an appreciably larger increase in intradiscal pressure. The increase of backward tilt for example from 5° to 8° resulted in a more than double incrcase of pressure from 0.7 kp./cm.² to 1.5 kp./cm.² compared with the pressure in the non-tilted disc.

It can thus be demonstrated that a backward tilt not only will subject the dorsal part of the annulus fibrosus in a normal lumbar disc to an increased vertical stress, but also to a tangential stress which per unit of area may be 6 or 7 times the external load. This fact may form the mechanical background to the production of dorsal annulus ruptures in the lumbar intervertebral discs.

In lumbar disc specimens with arches and facets still attached there exist a small "intrinsic" pressure of 0.7 kp./cm.², probably exerted by the capsules and ligaments surrounding the posterior bony elements. When these elements are removed no intradiscal pressure can be recorded in the unloaded discs.

The changes in intradiscal pressure caused by 5° forward, backward or sideward tilt in these specimens when subjected to vertical loading up till 220 kp. are not influenced by the posterior bony or ligamentous elements. Thus arches and facets do not have any significant effect on the tensile strains in the annulus fibrosus resulting from a forward, backward or sideward tilt of 5°.

The results that are presented clearly demonstrate the mechanism by which the lumbar discs manage to combine their function of withstanding a heavy vertical stress with the ability to tilt in various directions.

Des spécimens de disques intervertébraux lombaires normaux ou légèrement dégénérés (L1–L4), prélevés á l’autopsie chez 16 individus âges de 20 à 57 ans, ont été étudiés afin d’évaluer l’effet de l’inclinaison antérieure, posteérieure et latér:​le sur la pression intradiscale.

Dans un disquc chargé verticalement et inclineé, les proprétés hydrostatiques du noyau pulpeux ne sont pas affectées.

Dans les préparations discales contenant un disque et des parties des corps vertébraux adjaccnts, on a constats que, comparée à la pression intradiscale dans les cas non-inclinés, la prsssion a tendance à d’accroître chez les specimens normaux ou légèrement dégénérés qui subissent une charge en position inclinée. Aucune différence n’a été observée à cet égard entre L1, L2, L3 and L4. L'augmentation maxinimum de la pression en chiffre avsolu à une inclinaison de 5° est d’environ 0,7 kg/cm², indépredamment de la charge appliquee dans l’intervalle entre 2 et 10 kg/cm².

L'augmentation proportionnelle à une inclinaison de 5° est pour une charge externe de 2 kg/cm²:​ 22 %, pour 10 kg/cm²:​ 5%. L’augmentation de la pression et la diminution relative de cette augmentation à des charges plus élevées s’explique par le fait que le gonflement lateral de l’anneau fibreux sous charge inclinée ne suit pas une formule linéaire. Le volume du noyau pulpeux est relativement moindre lorsqu’il est pose avec unc charge verticale sur un disque incliné que sur un disque non incliné. Avec dcs charges accrues, l’effet proportionnel sera de moins en moins prononcé.

Le rapport cntre l’inclinaison et l’augmentation a été évaluée et sur la base des trouvailles éxperimentales resultant de ces études, on peut considérer qu’une inclinaison de plus de 5° signifie une augmentation beaucoup plus forte de la pression intradiscale. C’est ainsi que l’augmentation de 5 à 8° de l’inclinaison postérieure provoque une augmentation de pression de plus du double, soit de 0,7 kg/cm² a 1,5 kg/cm², comparée avec la pression sur un disque non-incliné.

Il peut donc être démontré qu’une inclinaison postérieure non seulement fait subir à la partie dorsale de l’anneau fibreux d’un disque lombaire normal une tension verticale accrue, rnais aussi une tension tangcntielle qui peut atteindre par unit6 de surface 6 ou 7 fois la charge cxterne. Ce fait peut former l’arrière-plan mécanique des ruptures dorsales de l’anneau dans les disques intervertébraux lombaires.

Dans les spécimens de disque lombaire avec arcs et facettes encore attachés, il existe une petite pression intrinsèque de 0,7 kg/cm² probablement exercée par les capsules et les ligaments entourant les éléments osseux postérieurs. Lorsque ces éléments sont retirés, aucune pression intradiscale ne peut être enregistrée sur ces disques non chargés.

Les changements de pression intradiscale causes par une inclinaison antérieure, postérieure et latérale de 5° chez ces spécimens soumis à une charge verticale allant jusqu'a 220 kg ne sont pas influencés par les éléments osseux ou ligamenteux postérieurs. Les arcs et les facettes n'ont aucun effet important sur la sensibilité de l'anneau fibreux à la tension résultant d'une inclinaison antérieure, postérieure ou latérale de 5°.

Les résultats qui sont présentes démontrent clairement le mécanisme par lesquel les disques lombaires combinent leur fonction de résistance à un lourd effort vertical avec la possibilité d'une inclinaison dans des dirrctions variées.

Normale und leicht degenerierte, lumbale disci intervertebrales (L1–L4), die anlässlich der Autopsie von 16 Personen im Alter von 20-57 Jahren erhalten worden waren, wurden untersucht um die Wirkung dcr vorwärts, rückwärts und seitwärts Beugung auf den intradiskalen Druck zu bestimmen.

Bei einem vertikal belasteten und geneigten Discus werden die hydrostatischen Eigenschaften des Nucleus pulposus nicht angegriffen.

An Diskuspräparaten, die einen Diskus und Teile der anliegenden Wirbelkörper enthielten, wurde gefunden, dass im Vergleich mit dem intradiskalen Druck bei dem nicht geneigten Falle, der Druck in gesunden oder leicht degenerierten Exemplaren eine Zunahme bei schräger Belastung aufweist. Keine Verschiedenheit wurde in dieser Hinsicht zwischen L1, L2, L3 und L4 bemerkt. Die aufgezeichnete Druckzunahme in absoluter Messung bei einer Neigung von 5° ist ungefähr 0,7 kp/cm² unabhängig von der angewandten Belastung im Zwischenraum 2-10 kp/cm².

Die percentuelle Zunahme, welche bei einer Neigung von 5° erzeugt wird, wird für eine äussere Belastung von 2 kp/cm²:​ 22 %, fur 10 kp/cm²:​ 5 % sein. Die Druckzunahme und die verhältnismässige Abnahme dieser Zunahme bei grösserer Belastung kann durch die Tatsache erklärt werden, dass die laterale Herausschwellung des annulus fibrosus hci schräger Belastung einem nichtlineären Muster folgt, so dass der nucleus pulposus verhältnismässig weniger Volumen bei vertikaler Belastung auf einen geneigten als auf einen nicht geneigten Diskus zur Verfügung hat. Mit zunchmender Belastung wird dieser Effekt, ausgedrückt in Percenten, immer weniger ausgesprochen werden.

Die Beziehung zwischen Neigung und Zunahmc an intradiskalem Druck ist geschätzt worden und es ist auf Grundlage der experimentellen Befunde dieser Untersuchung zu erwarten, dass eine Neigung von mehr als 5° zu einer bedeutend grösseren Zunahme des intradiskalen Druckes führen kann. Die Zunahme der Rückwärtsneigung von 5° bis zu 8° ergab zum Beispiel eine mehr als doppelte Druckzunahme von 0,7 kp/cm² bis zu 1,5 kp/cm², verglichen mit dem Druck in dem nichtgeneigten Diskus.

Es kann daher gezeigt werden, dass eine Rückwärtsneigung den dorsalen Teil des annulus fibrosus in einem normalen lumbalen Diskus nicht nur einer zunehmenden vertikalen Beanspruchung unterwerfen wird, sondern auch einer tangentialen, die per Flächcneinheit 6-7 malgrösser sein kann als die äussere Belastung. Diese Tatsache bildet möglicherweise den mechanischen Hintergrund für die Entstehung vor dorsalen Annulusherstungen der Lendezwischenwirbelscheiben.

In lumbalen Diskuspräparaten, an denen Bögen und Fazetten noch vorhanden sind, bstcht ein kleiner ,,innerer" Druck von 0,7 kp/m², der wahrschcinlich von den Kapseln und Bändern, die die rückwärtigen Knochcnelernente umgehcn, ausgeübt wird. Wenn diese Elemente entfernt werden, kann man keinen intradiskalen Druck am unbelastcten Diskus verzeichnen.

Die Veränderungen im intradiskalen Druck, welche durch 5° Vorwärts-, Rückwärts- oder Seitwärtsneigung in diesen Präparaten hervorgerufen werden, wenn sie einer vertikalen Belastung bis zu 220 kp unterworfen werden, werden nicht von den rückwärtigen knöchernen oderr Bandelementen beeinflusst. Es hahen daher Bögen und Fazetten keinen bedeutsamen Effekt auf die Dehnungsheanspruchungen des Annulus fibrosus, die sich aus einer Vorwärts-, Rückwärts- odcr Seitwärtsneigung von 5° ergehen.

Die hier vorlegten Ergebnisse zeigen in klarer Weise den Mechanismus durch den die lumhalen Zwischcnffirhelscheiben es vermögen ihrc Funktion des Widerstandes gegen schwere vertikale Beanspruchung mit der Fähigkeit sich in verschiedenen Richtungen zu neigen, zu vereinen.