Forschungsgruppe 5177 - Die Dynamik der Wirbelsäule 

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Teilprojekte der FOR 5177

Die definierten Ziele und Hypothesen werden in sieben Teilprojekten untersucht. Um zu einem besseren mechanistischen Verständnis von Rückenschmerzen zu gelangen, sind die Teilprojekte drei Gruppen unterteilt: (1) Charakterisierung der Pathologie (Teilprojekte: 1-3), (2) Interventionen zur Validierung/Falsifizierung von Hypothesen (Teilprojekte: 1,4,5) und (3) Erlangung eines grundlegenden mechanistischen Verständnisses des Zusammenwirkens der 3 Ms - Morphology, Motion, Mechanics – und des Schmerzes auf Organ-, Gewebe- und zellulärer Ebene (Teilprojekte: 6-7).

 

 

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Teilprojekt 1 - Dynamik von Haltung, Form und Bewegung asymptomatischer Personen und Personen mit Rückenschmerzen bei Aktivitäten des täglichen Lebens

Der derzeitige klinische "Goldstandard" für die Messung von Form und Bewegung der Wirbelsäule (=radiologische "Momentaufnahmen", die beim aufrechten Stehen, bei der Oberkörperflexion und -extension gewonnen werden) sollte in Frage gestellt werden. Trotz ihrer Bedeutung für die aktuelle Therapieentscheidung liefern diese Messungen keine Informationen über die Körperhaltungen, Wirbelsäulenformen und –bewegungen des täglichen Lebens des Patienten.

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Teilprojekt 2 - Muskuloskelettale Simulationen zur Vorhersage individueller Belastungen der Wirbelsäule und des Beckens

Auf der Grundlage unserer weltweit einzigartigen telemetrischen In-vivo-Messungen von Wirbelsäulen- und Hüftbelastungen haben wir validierte muskuloskelettale Modelle entwickelt. Mit diesen Modellen zielen wir darauf ab, die Wechselbeziehung zwischen den 2Ms, dem Alignement (Formgebung der Wirbelsäule und des Beckens = Morphologie) und den daraus resultierenden Wirbelsäulenbelastungen (=Mechanik) zu entschlüsseln.

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Teilprpojekt 3 - Artikuliertes, statistisches 3D-Form- und Knochendichtemodell der menschlichen Wirbelsäule für die Forschung in der klinischen Biomechanik sowie für die individualisierte Diagnose und Therapieplanung in der Orthopädie

Das Ziel des Teilprojektes ist es, ein artikuliertes, statistisches 3D-Form- und Knochendichtemodell der menschlichen Wirbelsäule aus tomografischen Bilddaten einer großen Kohorte zu entwickeln und dieses statistische 3D-Modell mittels zusätzlicher funktioneller Messungen bestmöglich zu individualisieren, um die individuelle Morphologie und deren Bewegung am 3D Modell zu analysieren.

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Teilprojekt 4 - Korrelation der Leistungsfähigkeit der Lendenwirbelsäule mit klinischen Outcomes nach einer gezielten Behandlung bei Patienten mit unteren Rückenschmerzen

Ziel ist die Entwicklung einer innovativen Intervention basierend auf funktionelle Übungen, die durch externe mechanisch-induzierte Störungen gekennzeichnet sind, und ihre Anwendung an asymptomatischen Personen und LBP-Patienten*innen mit neuromuskulären Kontrolldefiziten der Wirbelsäule. Die zugrundeliegende Strategie des Trainings ist (a) die Zunahme der Aktivierung der Rumpfmuskulatur durch die applizierten Störungen, mit dem Ziel der Verbesserung der Muskelkraft und (b) die Förderung der Spezifität hinsichtlich der Wahrnehmung und Verarbeitung sensorischer Informationen zur Stabilitätskontrolle des Rumpfes.

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Teilprojekt 5 - Körperliche Aktivität und psychosoziale Merkmale asymptomatischer Personen und Personen mit unteren Rückenschmerzen im täglichen Leben

Um chronischen Rückenschmerz besser zu verstehen, wird dieses Teilprojekt (zusammen mit Teilprojekt 1 und 4) erstmals psychosoziale Parameter und Gesundheitsverhalten zusammen mit Daten zu Morphologie/Mobilität der Wirbelsäule im natürlichen Umfeld der Personen kontinuierlich über längere Zeiträume in Echtzeit erheben (d.h. ambulantes Assessment) und korrelieren.

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Teilprojekt 6 - Einfluss von lokalen Gewebeverletzungen, -reparaturen und -degenerationen auf Morphologie, Mechanik und Bewegung der Wirbelsäule in einem Großtiermodell

Wirbelsäulenoperationen werden häufig in der Behandlung von Patienten mit Schmerzen im unteren Rückenbereich durchgeführt. Die Behandlungserfolge variieren jedoch teilweise beträchtlich und sind nicht immer zufriedenstellend. Chirurgische Interventionen verändern die Kinematik der Wirbelsäule sowie die Lastverteilung innerhalb verschiedener Wirbelsäulenstrukturen und begünstigen damit nachweislich degenerative Prozesse auch in benachbarten Strukturen.

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Teilprojekt 7 - Mechanische In-vivo-Belastung und Gewebeanpassung bei Wirbeln: Entzündungen, Schmerzen und Opioidwirkungen

Durch die Durchsetzung der von Roussouly et al. definierten elementaren Formen (I-IV) wollen wir herausfinden, wie die Formen die Gewebsadaptation unter Kompression beeinflussen und inwieweit diese Adaptation nach dem Lösen der eingeschränkten Formen und durch Schmerzmodulation "gerettet" werden könnte. Mit diesem Ansatz streben wir ein mechanistisches Verständnis darüber an, wie sich muskuloskelettale Wirbelsäulengewebe an mechanische Belastungen anpassen und wie diese belastungsinduzierten Schmerzen moduliert werden können.

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Zentrales Service Projekt - Die Dynamik der Wirbelsäule, Mechanik, Morphologie und Bewegung

Schmerzen im unteren Rückenbereich (Low Back Pain, LBP) stellen eine enorme soziale und wirtschaftliche Belastung für die Gesellschaft dar. Sie sind ein besonders häufiger Grund für die Inanspruchnahme des medizinischen Versorgungssystems, für Arbeitsunfähigkeit und frühzeitigen Renteneintritt.

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Gegründet durch die DFG (Projektnummer: 439742772)