腰椎作为与躯干骨盆的唯一联系,其承受的负荷量在脊柱中居首位,负荷自上向下逐渐增大,同时腰椎的生理活动范围较其他节段大,资料显示腰椎退行性疾病也不少见于该处,因此研究下腰椎活动节段力学模型有较大的临床价值。目前存在的有关脊柱生物力学研究方法有数种,被广泛应用的方法主要有四种：动物实验,物理实验,体外(尸体)实验及计算机模拟实验,这些实验均为人体体外实验方法。其中,计算机模拟实验,如有限元模型可根据生物力学机制的一些特殊变化,可重复模拟实验或改变部分参数反映变化后的情况,这是其他实验方法难以做到的。本论文进行了小牛腰椎的动物实验及有限元模型计算机模拟实验。比较了几种不同的建模方法。应用三维有限元方法建立下腰椎活动节段力学模型,分析直立时椎体不同姿势的应力分布。因为脊柱的集合结构复杂,单纯的有限元软件在模拟椎体外形效果不是很理性,采用CAD软件建立腰4-5的实体模型,将其引入为Ansys8.0软件并划分单元,运用了线性计算,利用CAD软件建模方便和ANSYS计算功能强大的优势,所得结构较为合理,几何外形和材料特性均满意,所得结果与实验检验结果基本吻合。本研究还对腰4-5进行了后路椎间植骨内固定融合术的手术加固模拟,分析了在不同荷载下,加固后的腰椎、植入骨、腰间盘以及内固定器械的应力分布。本研究以500N轴向载荷和10Nm弯曲载荷为例给出了相关力学特性。本研究还对几种建模方法进行了比较。