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目的：设计一种开放式记忆合金人工椎体,可用于胸腰椎肿瘤、爆裂性骨折、侧弯、后凸畸形等脊柱疾患手术切除病变椎体后脊柱结构的重建,且可使手术变得简便、安全,并对其进行生物力学分析。方法：课题分为两部分：(1)开放式记忆合金人工椎体的研制：依据胸腰椎的解剖特点,研究正常国人腰椎脊髓神经根窗的高度,提出国人腰椎人工椎体的规格数据,研制出开放式记忆合金人工椎体。(2)开放式记忆合金人工椎体的生物力学分析：选取正常成年新鲜猪脊柱标本胸14-腰5(猪胸椎有15个)8具。每个标本制作4种状态的实验模型：完整椎体模型,行T15、L1、L3、L4椎弓根钉固定模型,记忆合金人工椎体重建L2椎体+T15、L1、L3、L4椎弓根钉固定模型,钛网重建L2椎体+T15、L1、L3、L4椎弓根钉固定模型。在美国MTS-858脊柱三维运动实验机上先依次完成完整椎体模型和椎弓根钉固定模型的三维活动范围(ROM)测试,再轮替进行记忆合金人工椎体置换模型和钛网置换模型的制作,进行脊柱稳定性测试。将计算机采集的数据应用SPSS13.0软件进行自身交叉设计实验的方差分析。结果：(1)开放式记忆合金人工椎体的形状记忆效应使其在冰水中可压缩体积通过相应的脊髓神经根窗,复温后可产生可靠的回复力,撑开恢复椎节的高度,因此记忆合金人工椎体可从后路植入椎体间,且操作简便。(2)与完整椎体模型相比,单纯椎弓根固定模型、记忆合金人工椎体置换模型和钛网置换模型各节段的前屈、后伸、左右侧弯、左右旋转活动范围均较小,稳定性好,有统计学差异(P<0.05),其中,在L1-L3节段记忆合金人工椎体置换模型前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋、右旋活动范围分别为完整椎体模型的11%、10%、6%、6%、15%、15%。与单纯行椎弓根固定模型相比,记忆合金人工椎体置换模型在各方向的活动度无统计学差异(P>0.05)。与钛网置换模型相比,记忆合金人工椎体置换模型在T15-L1及L3-L4节段的前屈、后伸、左右侧弯、左右旋转的活动范围较小,有统计学差异(P<0.05)；在L1-L3节段各方向活动范围无明显统计学差异(P>0.05)。结论：开放式记忆合金人工椎体结构设计符合脊柱内固定器械设计的原理,具有创新性,生物力学性能良好。开放式记忆合金人工椎体能恢复椎节的高度,与钛网置换模型具有相近的术后即刻稳定性,在附加椎弓根钉固定的情况下能重建脊柱的即刻稳定。其对相邻节段影响较小,有助于减小应力集中,降低内固定失败的几率。研究结果为下一步的动物实验和初期临床应用提供了生物力学基础。