目的:通过对模型的加载,分析腰1椎体(以下称L1)、腰3椎体(以下称L3)的应力情况;比较得出正常椎体与固定椎的力学关系。从而进一步从力学角度上分析胸腰椎爆裂骨折术后,固定椎体的受力应变分布,解释椎体固定后、出现成角畸形、慢性疼痛、邻近关节退变的原因,为临床选择前路、后路固定、术后并发症提供生物力学依据。方法:采集成人湿润固定的胸腰椎标本6具,保留胸12-腰4,5个功能节段,固定方式采用后路固定和前后路固定两种手术方法。然后分组,骨折前为空白组。首先进行测试,保存数据,然后建立L2骨折模型,进行椎弓根钉棒系统行后路内固定,进行测试,保留数据;完毕后,在后路的基础上进行前路固定,同时进行生物力学测试,采集数据。为保证标本的重复使用,试验的最大载荷确定为500N,符合人体胸腰椎的生理状态,其变形为线性变化,标本可重复使用。实验用应力分析比较脊柱的载荷形变,位移、刚度等生物力学性能。测试数据。统计方法用单因素数方差分析SPSS13.0统计软件,进行处理。结果:对三组标本进行,载荷应-应变、载荷-位移、扭转强度分析脊柱在轴向压缩、前屈、后伸、侧弯、及扭转状态下进行分析结果表明:1、载荷应-应变测试中,轴向压缩、前屈、后伸、侧屈、及扭转状态下系统分析结果表明:L1在垂直压缩、前屈、后伸、左侧弯时,空白组的应变最大,其次为后路组,前后路组应变最小,应变有显著差别(p<0.01),前后路固定组稳定性优于后路固定组。右侧弯时,后路组L1椎体承受的应力增大,大于空白组,说明应力集中于固定椎体右侧,此处应力集中区域,内固定系统使得受伤脊柱应力二次分布。2、三组标本在载荷-位移测试中,在载荷500N作用下,脊柱的平均纵向位移,无固定组位移最小,前后路固定组次之,后路组位移最大,统计学显示有显著性差异(P<0.01)。腰椎位移越大,说明脊柱越不稳定,以上结果均显示,前路固定后的脊柱稳定性要优于后路固定的脊柱,且两者稳定性均小于正常脊柱。3、测试40时扭矩为:对照组、后路固定组和前后联合固定组比较,统计学显示均有显著性差异(P<0.01)。以上结果说明,经前路或后路固定后的脊柱扭转抗变形能力后路固定组和前后路固定组的脊柱扭转强度均小于正常的脊柱,但是前后路的扭转强度大于后路扭转强度,因此前后路固定稳定性仍优于后路固定。结论:1、内固定系统对脊柱的应力传导有遮挡作用,内固定系统对脊柱应力遮挡作用的大小反应其稳定骨折的作用大小。2、内固定系统使得受伤脊柱应力二次分布,这种分布,导致脊柱活动的幅度及力矩发生改变,部分区域应力明显集中或减小,是导致邻近关节退变的主要原因。3、前后路的固定对损伤脊柱的稳定性优于单纯后路,对于胸腰椎爆裂骨折尤其是伴有神经损伤治疗是最为可靠的。