目的:建立正常成人腰骶椎(L1-S2)三维有限元模型,并验证其有效性,通过软件模拟置钉,将内固定置入L4-S1椎,在生理载荷和极限载荷下模拟完成各项运动,观察并分析内固定器的应力分布及位移变化,为进一步改良乃至临床应用提供理论基础。方法:利用CT扫描获得正常成年男性腰骶椎影像学资料,通过Mimics 20.0,Geomagic 12.0,ansys workbench 18.0构建完整的腰骶椎三维有限元模型,并验证其有效性,然后根据CAD图纸,在Solidworks 2015软件中,利用拉伸、旋转、拉伸切除等工具建立L4-S1椎双节段轴向固定带刺内锁器的三维模型,继而将内固定植入到指定部位,完成植入内固定的腰骶椎模型。对模型进行有限元分析,分别予以生理载荷(垂直压缩1500N,屈伸25Nm,旋转15Nm)及极限载荷(垂直压缩10000N,屈伸91Nm,旋转88Nm),模拟腰骶椎的垂直压缩、屈伸、侧弯、旋转及多种复合运动状态,利用ansys workbench 18.0软件计算各种工况下L4-S1椎双节段轴向固定带刺内锁器应力分布和位移变化,观察其应力集中情况和位移大小,从而对内固定的生物力学性能进行评价。结果:成功建立了有效的腰骶椎三维模型(L1-S2),成功模拟了L4-S1椎双节段轴向固定带刺内锁器的植入,建立了植入内固定的腰骶椎模型,并获得了在21种运动状态下内固定的应力分布及位移变化的数据:在生理荷载作用下,内固定螺钉在所有工况中均没有出现明显位移,其各部分所受应力均远小于屈服应力1034Mpa,在极限荷载作用下,内固定螺钉在部分复杂工况中局部出现应力集中,超过屈服应力,但在大体上没有发生应力屈服而导致明显位移。结论:L4-S1双节段轴向固定带刺内锁器的刚度及强度能够满足人生理状态下的需求,施加极限载荷情况下出现局部应力集中,在后续改进中可改变螺纹形状及刺状结构与主钉的接触面积从而分散应力。