腰椎间盘退行性疾病(Degenerative disc disease，DDD)是脊柱外科最常见的疾病之一,是成年人腰痛的主要原因，给患者及社会造成了巨大的经济损失和负担。传统上广泛用于治疗腰椎退行性变的手术是脊柱融合术，椎间融合通过固定不稳定椎而达到椎间融合从而缓解疼痛，其特点是重塑生理前凸、提供内在的稳定性，但是，临床症状改善率却未能达到满意的程度。最严重的并发症包括：感染，占2-6%；植入物失败，占5-31%;假关节，占4-5%,另外,最重要也是最值得关注的问题之一便是有症状或无症状的融合区域邻近节段退变(Adjacent segment degeneration，ASD)的发生，占5-100%。因此，为保证可控制范围内的脊柱运动，改变失稳节段运动的负荷模式以缓解疼痛，并限制其异常活动，保证脊柱的稳定性，同时预防或减缓相邻节段椎间盘退变的发生，多种后路腰椎非融合固定系统被研发并用于临床。腰椎棘突间动态固定是当前脊柱外科非融合手术研究领域的热点之一。腰椎棘突间植入系统（interspinous process, ISP）通过在退变的间盘节段的上下棘突间植入稳定系统，有助于减轻椎管压迫、增大椎间孔，从而缓解椎管狭窄及神经根受压症状。同时保留棘突、部分椎板以及棘上韧带，有利于维持腰椎后柱的稳定性，缓解腰痛和腿痛。棘突间动力性固定手术操作简单、安全，手术创伤小，易于开展，但目前对各棘突间撑开系统的基础研究并不完善，且临床应用时间短，远期疗效尚不明确。本课题涉及脊柱外科医疗技术最新领域,腰椎棘突间弹性动力性稳定系统Viking有其独特的设计和特点。其主体部分是一个弹性可变的弹簧样结构，因此可以分布和吸收脊柱传导的应力。从其解剖形态来看，头尾两端是由两对马鞍形的侧翼组成，侧翼上分别有侧孔，因此可被植入两个棘突之间，植入后通过两条涤纶系带穿过侧孔固定于棘突上，并用钛夹固定。Viking装置由PAEK生物材料制造而成，除了质量更轻以外，还有良好的机械性能，其刚度与人体皮质骨更加匹配。本研究主要对棘突间动力性稳定系统Viking进行全面的生物力学评价及临床应用研究。主要包括三方面的内容：1.Viking系统的生物力学测试；2.Viking系统的外科操作技术；3.Viking系统的临床应用。方法：1.设计和构建Viking系统模型，通过静态力学实验和动态疲劳试验，分析Viking系统的压力-位移曲线及动态循环-位移曲线，检测Viking的机械力学特点。静态压力实验给予器械垂直压力，并逐渐加压，观察其位移程度，动态疲劳试验模拟脊柱前屈、后伸、侧屈及旋转运动，记录其位移程度。2.通过有限元分析Viking的应力分布及生物力学特点。3.详细介绍Viking系统的外科操作技术，因其较其它类似产品的易操作安装性而较易于被临床医生接受。4.探讨Viking系统早期临床应用的病例效果。结论：1、Viking是一个腰椎棘突间动态稳定系统，它具有弹性变形的能力。静态下器械可以承受超过3500[N]的压力而不会发生破坏，动态下器械可以承受500万次循环不会出现损坏。其弹性强度为30000N/m2；最大压缩距离2.5mm；最大前后弯曲角度20°；最大侧方弯曲角度20°，最大左右旋转角度20°。2、Viking装置的承载应力峰值位于主体的中间部分及上下马鞍与棘突骨面相接处的地方，最大应力379Mpa，而Viking其余部分应力较均匀，平均应力94.6Mpa。能够有效的承载与转移负荷，从而保护了在其应用的节段的运动能力，起到一个“减震器”的作用，能有效防止和减缓邻近节段的退变。3、Viking的外科植入方式快速简单，材料为PAEK材料，有良好的机械性能，其刚度与人体皮质骨更加匹配，且Viking的外形适合人体解剖结构而无锐利的边缘，安全性和生物学特性更高。4、目前Viking系统的临床应用处于初期阶段，其远期疗效及植入后可能出现的并发症等问题尚需进一步研究。本文探讨的临床病例为早期病例，长期随访结果还需和国际友人进一步进行临床随访并观察。