Radiological investigation of guinea pig (Cavia porcellus) lumbar vertebral morphology ‒ a biomechanical aspect

Abstract

Numerous studies are based on the use of animal models; however, in bipedal and tetrapedal organisms there are significant differences in the biomechanics of the spinal column, which can significantly impair the quality and applicability of the results obtained. The aim of this study is to obtain basic data on the morphometric parameters of guinea pig lumbar vertebrae, the analysis of which will indicate the location of the biggest mechanical load. The lumbar vertebra morphometry test was performed by means of X-ray imageing obtained from 12 guinea pigs, with equal numbers of males and females. The results of investigations show that guinea pig lumbar vertebrae have an irregular trapezoid geometry and that the measured body lengths of L4 and L5 are the largest. The height parameters determined in the medial level showed that L4 had the most concave body. Moreover, L4 had the greatest depth of the spinal canal at the same measurement level. Consequently, in guinea pigs, the greatest load is in the L4 region, unlike in humans, where, due to the axial load of the spinal column, the highest pressure is exerted on the last lumbar vertebrae.

Brojne studije su zasnovane na upotrebi animalnih modela, ipak, kod bipedalnih i tetrapedalnih organizama postoje značajne razlike u biomehanici kičmenog stuba, koje mogu značajno narušiti kvalitet i primenjivost dobijenih rezultata. Cilj ovog ispitivanja je da se dobiju osnovni podaci o morfometrijskim parametrima lumbalnih pršljenova zamoraca, čijom analizom će se ukazati na mesto najvećeg mehaničkog opterećenja. Morfometrijsko ispitivanje lumbalnih pršljenova zamoraca je sprovedeno na rendgenskim snimcima 12 jedinki, sa jednakim brojem mužjaka i ženki. Rezultati ispitivanja pokazuju da lumbalni pršljenovi zamoraca imaju nepravilnu trapezoidnu geometriju i da su izmerene dužine L4 i L5 najveće. Parametri visine određivani su u medijalnom nivou i pokazali su da L4 ima najkonkavnije telo. Štaviše, L4 je imao najveću dubinu kičmenog kanala na istom nivou merenja. Shodno tome, kod zamoraca je najveće opterećenje u L4 regiji za razliku od ljudi, gde se usled aksijalnog opterećenja kičmenog stuba najveći pritisak ostvaruje na poslednjim lumbalnim pršljenovima.