目的:通过有限元分析的方法,探讨一种用于胸腰椎爆裂骨折融合固定新型锁定钢板的生物力学稳定性及对脊柱运动范围的影响。方法:选取1名正常志愿者进行胸腰椎CT扫描,运用Mimics等软件建立T12-L4正常3D脊柱模型(M0)结构并划分网格。将划分好网格的3D模型导入有限元软件Abaqus中对各个结构赋予材料属性,在T12椎体上终板施加轴向150N和10Nm扭矩来验证有效性。验证可用的正常3D脊柱模型导入UG NX软件中,设计三种不同手术方案的模型:A模型模拟传统前路双节段固定钉棒系统,B模型模拟新型前路双节段固定钉板系统,C模型模拟新型前路单节段固定钉板系统。在T12上终板施加轴向载荷500N及扭矩10Nm,模拟各模型在屈伸、侧弯和旋转方向上的运动范围,并记录内固定器械的最大应力值。结果:在3种不同手术固定方式的模型中,A模型在各个方向上运动范围均大于B模型,表明新型钢板固定能够给脊柱提供更大的稳定性。B模型与C模型相比,C模型在各个运动方向上的运动范围均大于B模型,表明固定节段越短脊柱活动度越好。A模型与B模型中钛笼最大应力对比发现,除了在后伸运动方向上A模型钛笼最大应力小于B模型外,其余运动方向钛笼最大应力均小于B模型,表明新型钢板能够起到良好的支撑效果。A模型内固定器械的最大应力值在前屈、后伸和左轴向旋转运动方向上比B模型大,表明新型钢板结构在这些运动方向上不易出现应力集中;在右轴向旋转、左侧弯和右侧弯运动方向上A模型比B模型小,表明这些运动方向上新型钢板结构容易出现应力集中。结论:新型锁定钢板结构体积更小,在生物力学稳定性上表现更佳。新型钢板可以进行单节段固定,减少需要融合固定的节段,使脊柱的活动度得到最大程度保留。但其能够承受的最大应力和疲劳效应是否比传统钉棒系统更优,还需要进一步的实验验证。