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目的:探讨骨质疏松椎体使用PMI-NPPS(percutaneous minimally invasive novel perfusional pedicle screw,经皮长U形空心椎弓根钉钉孔骨水泥强化的新型椎弓根钉)固定加PMMA(Polymethylmethacrylate,聚甲基丙烯酸甲酯)强化后,其强化骨水泥的剂量与抗拔出力的关系以及强化椎弓根钉的深度与抗拔出力的关系,为临床精准手术操作提供依据。方法:1.新鲜小牛的胸腰椎椎体,选取T10-L3节段,共60个椎体,制备成单体模型2.影像学检查排除病理性椎体以及骨密度测定。3.采用随机原则分6组,采用6种处理方法,A组:不脱钙;B组脱钙1周;C组脱钙2周;D组脱钙3周;E组脱钙4周;F组脱钙5周。脱钙完成后,分别进行BMD(Bone Mineral Density,骨密度)检测和CT(ComputedTomography,计算机断层扫描)平扫;4.统计分析每组椎体脱钙前后的BMD的丢失量,丢失量百分比;CT平扫结果分析;得出结论,使用乙二胺四乙酸二钠(Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt,EDTA-2Na)溶液将小牛椎体脱钙成骨质疏松椎体所需的时间。5.按照上述得出的脱钙时间以及上述实验方法,重新制备骨质疏松椎体模型30个,按照随机分组原则分成6组(a-f),置入相同深度的PMI-NPPS,分别向a-f组的椎弓根钉内注入0 ml,1 ml,1.5 ml,2 ml,2.5 ml,3 ml骨水泥,强化完成后再进行拔出试验,得出骨水泥剂量与Fmax(the maximum pullout Force,最大拔出力)的关系。6.再制备骨质疏松椎体20个,按照随机分组原则分成4组(Ⅰ-Ⅳ组),置入不同深度的PMI-NPPS,Ⅰ组置入深度为1/2,Ⅱ组置入深度为2/3、Ⅲ组置入深度为3/4,Ⅳ组置入深度为4/5,然后灌注相同剂量的骨水泥,强化后再进行拔出试验,分析得出置钉深度与Fmax的关系。结果:1.使用浓度为0.615 mol/L EDTA-2Na脱钙液将B-F组椎体分别脱钙1周、2周、3周、4周、5周后,椎体骨密度值分别下降了13.3%、24.21%、32.84%、39.58%、44.15%。2.影像学检查显示随着脱钙时间的延长,椎体的密度逐渐下降,尤其是椎体及横突部位比较明显。3.a-f组的PMI-NPPS分别注射不同剂量的PMMA,拔出试验结果显示Fmax随着PMMA注射量的增加而增大,两者存在着显著的正相关的线性关系,线性回归方程为Y=410.120+370.726X(R~2=0.877)。4.Ⅰ-Ⅳ组的椎体置入不同深度的PMI-NPPS与骨水泥强化后,拔出实验结果显示Fmax随着螺钉置入深度的增加而增大,且两者之间存在着正相关的线性关系,线性回归方程为Y=389.362+970.398X(R~2=0.504)。结论:1.使用EDTA-2Na脱钙液浸泡动物椎体的方法可以在短时间内制备出可以用于骨质疏松力学研究的实验模型。2.使用PMMA强化PMI-NPPS可以有效的提高骨质疏松椎体中椎弓根钉的稳定性,并随着PMMA剂量的增加而增强。超过一定范围,增加骨水泥剂量,并不能显著的提高PMI-NPPS的稳定性,反而增加骨水泥渗漏风险。我们认为比较合适的骨水泥剂量为2.0ml。3.在骨质疏松条件下,PMMA强化PMI-NPPS,随着置钉深度的增加,PMI-NPPS的稳定性越高,超过一定深度,继续增加置钉深度,对提高椎弓根钉的最大拔出力并不明显,反而增加攻破椎体前缘的风险。我们认为比较合适的置钉深度为3/4。