临床上,在脊柱融合术中使用椎间融合器介入治疗,已经成为恢复医源性脊柱不稳定的主要方式。由于融合器具有实现术后即刻稳定、恢复正常生理曲度,促进植骨融合方面发挥重要的作用,因而在理论研究和临床应用上得到了快速发展。但由于椎间融合器的规格与患者病理环境的不匹配,使用具有统一尺寸、形状的椎间融合器（多面向腰椎设计）极可能导致术后融合器的下沉、移位、不融合等融合失效现象（如传统子弹头型腰椎椎间融合器不再适应于后路寰枢椎复位融合术）,因此融合器的设计问题引起研究人员越来越多的重视。如何面向每个患者特殊的病理环境,开展具有针对性的融合器结构设计,实现融合器的个性化定制服务,不仅具有重要的学术研究价值,而且对促进椎间融合术的发展也具有重要意义。本论文考虑患者手术方式和融合器植入位置等差异因素,以椎间融合器为设计对象（包括腰椎和寰枢椎）,借助结构拓扑优化方法,开展了椎间融合器个性化定制设计研究。本文首先借助数值实验数据,采用反演法得到均匀材料等效模型材料参数,建立了可表征腰椎、寰枢椎生理力学特征的反问题简化仿真模型,并模拟人体运动时的受力情况,验证了模型的有效性;基于该简化模型,对植入的椎间融合器开展拓扑优化设计,在满足植骨融合的要求下,令融合器刚度最大,防止融合器沉陷。通过分析比较设计结果,所得到的新型椎间融合器具有更为均匀的应力分布,降低了融合器沉陷的风险,验证了本文所提出的个性化定制设计方法。