椎体终板位于椎间盘与椎体之间,椎体终板自身的力学特性对于维持椎间盘正常的生理结构有重要影响。终板为脊柱稳定性提供了强有力的生物力学支持。以往的研究发现,椎体终板的损坏会破坏脊柱的稳定,这被认为是导致椎间盘退变的原因之一,椎体终板阻断实验表明了椎体终板对于椎间盘营养供应的重要性。在以往椎间盘退变机制的研究中,椎体终板力学特性和骨微观结构的研究较少,在椎间盘退变后,终板力学性能、骨微观结构是否发生改变,力学环境改变是否与内部结构的变化存在关联等问题还未见报道。因此,研究正常和椎间盘退变后椎体终板的力学特性和骨微观结构有利于探究椎间盘退变机制。主要工作如下:（1）通过直立实验构建椎间盘退变动物模型。由于人体样本不易获取,更无法满足大样本量的实验要求,本文的椎间盘退变模型选用动物模型。实验动物共分两组,一组为实验组,实验动物站立一定时长,致使椎间盘承受压力导致其退变,另一组为对照组,标准条件下饲养相同的时间。站立实验结束后,使用组织学染色和影像学评估等方法,进行了退变情况的评估。组织学染色结果表明,实验组椎间盘髓核细胞减少,有髓核突入终板的情况,纤维环则出现了紊乱,终板厚度减小,终板结构出现了较小的破损;对照组髓核细胞数量正常,软骨终板未出现破损,纤维环排列有序。影像学结果表明,实验组相较于对照组椎间隙更小,通过髓核相对灰度测量,发现了实验组的椎间盘髓核相较于对照组出现了明显脱水,有早期椎间盘退变的特征;将对照组和实验组椎间隙高度和髓核相对灰度进行相关性分析,证实了椎间隙高度和髓核相对灰度与时间的负相关性,这一进步说明了站立能够让椎间盘发生早期退变。（2）测试椎体终板力学特性。为了研究正常和椎间盘退变后终板不同区域的力学特性,使用Instron5544万能材料试验机配合三棱锥压头,在椎体终板6个不同区域进行压痕实验,前侧左中右三个区域分别为:A1、A2、A3,后侧对应的三个区域分别为:P1、P2、P3。结果表明,上终板后侧区域弹性模量、硬度变化幅度大于前侧区域,刚度表现为前侧区域变化幅度大于后侧区域。下终板前侧区域三个参数变化幅度大于后侧区域。上终板的中间侧区域弹性模量、硬度、刚度的变化幅度小于左右两侧,下终板的中间侧弹性模量、硬度、刚度变化幅度高于左右两侧区域。实验组上、下终板弹性模量、硬度、刚度均大于对照组,下终板的增大幅度大于上终板,说明椎间盘退变对下终板的影响较大。上终板中,A1、P2、P3三个区域的变化较其他区域变化幅度较大;下终板中,A2、P2两个区域的三个参数变化幅度比其他区域大。由结果可知,椎间盘退变后的椎体终板力学特性发生了改变,且不同区域变化幅度存在差异。（3）Micro-CT观测椎体终板内部骨微观结构。为了观测椎体终板6个不同区域（详见第四章）的骨微观结构,通过Micro-CT扫描成像,观测椎体终板内部结构,得到椎体终板的骨矿物密度BMD、骨体积分数BV/TV、骨小梁数量Tb.N、骨小梁分离度Tb.Sp、骨小梁厚度Tb.Th。通过对照组和实验组的比较表明,实验组骨矿物密度BMD、骨体积分数BV/TV、骨小梁厚度Tb.Th、骨小梁数量Tb.N均大于对照组,骨小梁分离度则表现为实验组小于对照组。表明实验组椎体终板骨矿化程度更大,骨量更多,骨小梁数量和厚度更大,分布更致密。相关性分析表明力学性能参数与骨微观结构参数之间具有相关性,骨小梁数量、骨体积分数、骨矿物密度与弹性模量、硬度之间为正相关。骨小梁数量、骨体积分数、骨矿物密度与髓核相对灰度、DHI呈负相关。本研究成功建立了创伤小、更符合人类椎间盘退变进程的椎间盘退变模型,影像学评估结果显示实验组椎间隙高度显著下降,髓核脱水。骨微观结构探测结果表明在椎间盘退变进程中,终板内部结构变得致密,间隙距离减小,导致终板内部管道结构狭窄,阻碍椎间盘的营养供应,骨微观结构改变进一步影响了终板的力学特性,导致椎间盘退变后椎体终板力学性能增强。管道狭窄,阻碍营养,这可能是影响椎间盘退变的关键原因。本文可为椎间盘退变机制的研究提供生物力学依据。