Dura este acoperirea puternică și flexibilă a măduvei spinării în interiorul oaselor coloanei vertebrale. Anumite proceduri medicale necesită un ac pentru a perfora dura, iar alte tehnici medicale pot perfora accidental dura. Deoarece dura conține lichidul cefalorahidian (LCR) care scaldă și protejează nervii din interiorul coloanei vertebrale și a creierului, deteriorarea acesteia poate provoca o scurgere de LCR. O durere de cap poate apărea dacă scurgerea scade presiunea din interiorul durei dure, iar această durere de cap post-puncție durală poate dura săptămâni și poate provoca disconfort și durere în acest timp. Procedurile care prezintă șansa de cefalee post-puncție durală includ epidurale pentru femeile aflate în travaliu și puncția lombară din motive de testare.
Coloana vertebrală umană este compusă din structuri osoase care sunt goale în interior. Nervii trec prin golurile oaselor, iar acești nervi sunt înconjurați și protejați de LCR. În afara nervilor se află stratul dura, care este alcătuit din fibre puternice de țesut conjunctiv. În mod normal, dura rămâne intactă, cu excepția cazului în care este deteriorată de leziuni sau prin introducerea acelor spinale.
Unele teste medicale presupun folosirea de ace pentru a ajunge in zona interioara a coloanei vertebrale. Pentru femeile aflate în travaliu care suferă epidurale, acul ar trebui să intre în spațiul epidural din jurul durei, și nu în dura. Persoanele care au nevoie de anestezie pentru proceduri medicale sau pentru gestionarea durerii pot primi, de asemenea, injecții spinale. Unele cazuri, cum ar fi acele persoane care pot suferi de meningită, necesită o puncție deliberată a durei, astfel încât medicul să poată preleva o probă de LCR pentru a verifica dacă există infecție.
Indiferent dacă dura este perforată în mod deliberat sau accidental, durerea de cap post-puncție durală are o tendință relativ mare de a apărea ca efect secundar. Când tehnicile de injecție spinală au fost utilizate pentru prima dată la sfârșitul secolului al XIX-lea, durerile de cap post-puncție durală erau foarte frecvente. Pe măsură ce acele au devenit mai mici și au fost făcute din modele care erau mai puțin susceptibile de a provoca daune accidentale, riscul de dureri de cap a scăzut. La pacienți, cel mai mare risc există pentru persoanele supuse puncției durale deliberate, urmate de femeile care primesc epidurale. Riscul pentru persoanele care primesc anestezie în zona coloanei vertebrale tinde să fie mult mai mic decât celelalte proceduri.
Din 2011, nu se cunoaște modul exact în care o puncție durală produce o durere de cap post-puncție durală. O reducere a presiunii LCR pare a fi o cauză, dar motivele durerii de cap nu sunt certe. O posibilitate este o scădere a suportului fizic pentru structurile creierului, care poate produce semnale de durere atunci când nu este susținută în mod normal. Alternativ, reducerea presiunii LCR are ca rezultat o creștere a diametrului vasului de sânge, care este, de asemenea, capabil să producă durere în cap.