椎体爆裂性骨折或椎体骨肿瘤、骨结核等病灶清除术后常导致病椎大块骨缺损，脊柱不稳。目前国内外常采用人工椎体置换来填充骨缺损、重建脊柱稳定性。大多数人工椎体在临床应用中需联合使用其他内固定器械以增强脊柱稳定性。本文提出一种自固定式人工椎体，采用自攻螺纹的套筒连接另加横向固定锁钉固定，勿需联合使用其他内固定器，即可重建脊柱稳定性。 自固定式人工椎体是根据脊柱生理结构和手术要求，提取脊柱各项数据，经CAD设计软件处理，采用医用钛合金Ti6Al4V加工制成。三个套筒和两个端盖由螺纹连接，整体结构上下对称，内部中空，长度可调，中部弯曲一定角度以恢复脊柱生理曲线，端面设计和上下椎体截面轮廓基本吻合，边套通过自攻螺纹旋入上下椎体约1.5cm，并经2枚横向锁紧螺钉将骨和人工椎体牢固接合在一起。 采用有限元方法分析研究人工椎体置换重建脊柱稳定性的生物力学问题。建立有限元模型，运用有限元结构分析方法对其模拟加载压缩、扭转、弯曲载荷并求解，进行检验、优化和对比分析人工椎体改进前后的应力和应变，确定其趋势和大小及应力集中区域，总结改进和优化方法，力求应力均匀分布，增加系统稳第四军医大学硕十学位论文定性，使达到最佳效果。结果证实端盖、中套和锁紧螺钉是承载和应力集中的主要部位，通过增加人工椎体厚度，选用两个螺钉固定或增大螺钉直径的办法，结构强度显著增加。这为指导人工椎体的设计改进和应用提供理论依据。 将9具成人新鲜尸体的腰椎(Ll~LS)随机分组，制成正常脊柱模型及人工椎体替换模型，进行离体生物力学实验，测量其生物力学性能，经医学统计分析，评价其稳定性、屈服强度和疲劳强度等生物力学特性。自固定式人工椎体置换模型同附加Di。k钉固定的人工椎体置换模型相比在稳定性实验如压缩、前屈、后伸、左右侧弯及左右扭转方面差别无显著性;屈服强度实验中，人工椎体承受的最大载荷大于脊柱生理活动所需最大载荷，能够满足脊柱的承载能力。疲劳强度实验中，以正弦加载方式连续加载100万次，经拆卸发现本人工椎体没有明显变形和断裂迹象，充分表明自固定式人工椎体具有较强的抗疲劳特性。因此该人工椎体具有良好的生物力学性能。 为最终应用于临床，有待下一步展开本人工椎体的临床研究，观察近、远期疗效及其生物相容性，以便进一步修正、优化，使之日臻完善。