Summary
In discussion the aetiology of spondylolysis, attention has been increasingly directed to the biomechanics of the lumbar vertebral column and the lumbo-sacral transition. The theory of a traumatic induction of spondylolysis was tested with stress distribution measurements on the vertebral column of cadavers. Using stretch measuring strips it was possible to investigate, the strain exerted upon the interarticular portion of the intact lumbar vertebral column preparation. A particular strain upon the pars interarticularis occurs through hyperextension, axial stress and torsion of the lumbar vertebral column. It is worth to be mentioned that force transmission within the vertebral arch structures is influenced by the positioning of the vertebral arch joints. Sagittaly positioned vertebral arch joints lead to a greater strain exerted upon the interarticular portion. Our results have to be compared with those of others, who are of the opinion that spondylolysis is a condition resulting from a fatique fracture.
Zusammenfassung
In der Diskussion fiber die Ätiologie der Spondylolyse hat sich das Augenmerk vermehrt auf die Biomechanik der Lendenwirbelsaule und des lumbosacralen Überganges gerichtet. Die Theorie einer traumatischen Genese der Spondylolyse wurde mit Kraftflußmessungen an Leichenwirbelsäulen über-prüft. Mit Dehnungsmeßstreifen war es möglich, die Beanspruchung der Interarticularportion am intakten Lendenwirbelsäulenpraparat bei physiologischen Bewegungen und unter axialer Belastung zu untersuchen. Eine besondere Beanspruchung der Pars interarticularis liegt demnach bei Hyperextension, axialer Belastung und Torsion der Lendenwirbelsaule vor. Bemerkens wert ist, daß auch die Stellung der Wirbelbogengelenke die Kraftübertragung innerhalb der Wirbelbogenstrukturen beeinflußt. Sagittal eingestellte Wirbelbogengelenke führen demnach zu einer stärkeren Beanspruchung der Interarticularportion. Unsere Ergebnisse sind in der Reihe derjenigen einzuordnen, die die Spondylolyse für den Endzustand einer Ermüdungs-fraktur ansehen.
Similar content being viewed by others
References
Brauer W (1955) Beitrag zur Kasuistik der Kontorsionistenschäden. Z Orthop 86:140
Brauer W (1961) Wirbelsäulenschadenbei “Klischnigg”-Kontorsionisten. Z Orthop 93:46
Cyron BM, Hutton WC, Troup JDG (1976) Sponylolytic fractures. J Bone Jt Surg 58-B:462
Cyron BM, Hutton WC (1978) The fatigue strength of the lumbar neural arch in spondylolysis. J. Bone Jt Surg 60-B:234
Farfan HF, Cossette JW, Robertson GH, Wells RV, Kraus H (1970) The affects of torsion on the lumbar intervertebral joints: the role of torsion in the production of disc degeneration. J Bone Jt Surg 52-A:468
Farfan HF, Osteria V, Lamy C (1967) The mechanical etiology of spondylolysis and spondylolisthesis. Clin Orthop 117:40
Fick R (1904) Handbuch der Anatomic und Mechanik der Gelenke. G Fischer, Jena
Groher W (1975) Auswirkungen des Hochleistungssports auf die Lendenwirbelsäule. Wissenschaftl Schriftenreihe des Deutschen Sportbundes, Bd 12. K Hofmann, Schorndorf
Güntz E (1959) Wirbelsäule und Becken in Ruhe und Bewegung. In: Handbuch der Orthopädie, Bd II. G Thieme, Stuttgart
Hutton WC, Mech MI, Stott JRR, Cyron BM (1977) Is spondylolysis a fatigue fracture? Spine 2:202
Jackson DW, Wiltse LL, Cirincione RJ (1976) Spondylolysis in the female gymnast. Clin Orthop 117:68
Krenz J, Troup JDG (1973) The structure of the pars interarticularis of the lower lumbar vertebrae and its relation to the etiology of spondylolysis. J Bone Jt Surg 55-B:735
Lamy C, Bazergui A, Kraus H, Farfan HF (1973) The strength of the neural arch and the etiology of spondylolysis. Orthop Clin N Am 6:215
Lin HS, Liu YK, Adams KH (1978) Mechanical response of the lumbar intervertebral joint under physiological (complex) loading. J Bone Jt Surg 60-A:41
Meyer-Burgdorfer H (1931) Untersuchungen zur Ätiologie des Wirbelgleitens. Beitr Klin Chir 151:386
Müller W (1931) Spaltbildungen an Gelenk- und Dornfortsätzen der Wirbelsäule auf der Basis von Umbauzonen. Fortschr Röntgenstr 44:644
Nachemson A, Morris JM (1964) In vivo measurement of intradiscal pressure. J Bone Jt Surg 45-A:1077
Neugebauer FL (1895) Neuer Beitrag zur Atiologie und Casuistik der Spondyl-olisthesis. Arch Gynäk 25:182
Newman PH (1963) The etiology of spondylolisthesis. J Bone Jt Surg 45-B:39
Niethard FU (1978) Die Form-Funktionsproblematik des lumbosacralen Überganges. Habilitationsschrift, Heidelberg
Pfeil E (1971) Spondylolysis und Spondylolisthesis bei Kindern. Z Orthop 109:17
Pfeil E (1971) Experimentelle Untersuchungen zur Frage der Entstehung der Spondylolyse. Z Orthop 109:231
Putz R (1976) Zur Morphologic und Rotationsmechanik der kleinen Gelenke der Lendenwirbel. Z Orthop 114:902
Rombold C (1965) Spondylolysis: a complication of spine fusion. J Bone Jt Surg 47-A:1237
Rompe G, Dreyer J (1972) Wirbelsäulenschaden bei Speerwerfern. Z Orthop 110:745
Rompe G, Krahl H (1975)Spondylolyse durch LeistungssportSporttauglichkeit bei Spondylolyse? Orthop Praxis 11:219
Shah JS, Hampson WGJ, Jayson MIV (1978) The distribution of surface strain in the cadaveric lumbar spine. J Bone Jt Surg 60-B:246
Troup JDG (1967) Mechanical factors in spondylolisthesis and spondylolysis. Clin Orthop 117:59
Turner H, Tchirkin N (1925) Spondylolisthesis. J Bone Jt Surg 7:763
Whitman A (1924) Observations upon an anatomic variation of the lumbo-sacral joint: its diagnosis and treatment. J Bone Jt Surg 6:808
Weis EB (1975) Stresses at the lumbosacral junction. Orthop Clin N Am 6:83
Wiltse LL, Widell EH, Jackson DW (1975) Fatigue fracture: the basic lesion in isthemic spondylolysthesis. J Bone Jt Surg 57-A:17
Zippel H, Runge H (1967) Pathologische Anatomic und Pathogenese von Spondylolisthesis im Kindesalter. Z Orthop 114:189
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Schulitz, K.P., Niethard, F.U. Strain on the interarticular stress distribution. Arch. Orth. Traum. Surg. 96, 197–202 (1980). https://doi.org/10.1007/BF00457783
Received:
Accepted:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00457783