目的：评价椎弓根延长椎管扩大成形术中螺钉横截面直径与其固定强度的相关性；对比椎弓根延长术中螺钉在疲劳试验前后的固定强度。从而为临床实施椎弓根延长椎管扩大成形术提供生物力学依据。材料和方法：1、标本的获得和制备选用7具福尔马林固定的人体下腰椎标本(L2-L5，苏州大学人体解剖学教研室提供)，共28个椎骨，所有标本均摄正侧位X线片,以排除畸形、肿瘤等异常标本。双能X线吸收骨密度仪测得平均骨密度为0.794±0.078g/cm2。剔除椎体周边肌肉、筋膜等软组织,分离成单个椎骨，注意保持骨结构完整。标本用双层塑料袋密封后，于-4°C保存。实验前24h取出标本，室温下自然解冻。修整后置入椎弓根延长螺钉后，标本用牙托粉包埋。实验过程中喷洒生理盐水保持标本湿润。椎弓根螺钉选用自行设计的两段螺纹螺钉，实验组螺钉椎体部分直径7mm，椎弓根部分直径8mm（以下称7mm螺钉）；对照组螺钉椎体部分直径6mm，椎弓根部分直径7mm（以下称6mm螺钉）。2、实验方法将解离好的28个椎体共56个椎弓根随机分组：1、即时轴向拔出组：A(6mm直径螺钉固定)组和B(7mm直径螺钉固定)组，A和B组各自分为2个亚组A1、A2和B1、B2。A1、A2组用6mm直径螺钉分别于7个椎弓根及7个椎体骨松质内行最大轴向拔出力实验，B1、B2组用7mm直径螺钉分别于7个椎弓根及7个椎体骨松质内行最大轴向拔出力实验测量并记录两组螺钉在椎体松质骨、椎弓根内的最大轴向拔出力。2、疲劳后轴向拔出组：C (6mm直径螺钉固定)组和D(7mm直径螺钉固定)组,C和D组各自分为2个亚组C1、C2和D1、D2。C1、C2组用6mm直径螺钉分别于7个椎弓根及7个椎体骨松质内先进行疲劳加载后进行轴向拔出力实验，D1、D2组用7mm直径螺钉分别于7个椎弓根及7个椎体骨松质内先进行疲劳加载后进行轴向拔出力实验。结果：椎弓根延长术中6mm螺钉在椎体和椎弓根中的最大即时拔出力分别为：281.57±43.16N、444.91±41.8N，疲劳试验后6mm螺钉在椎体和椎弓根中的最大拔出力为：139.21±29.87、263.84±39.62N；7mm螺钉在椎体和椎弓根内的最大即时拔出力分别为：317.20±34.98N、467.48±33.08N，疲劳试验后7mm螺钉在椎体和椎弓根中的最大拔出力为：185.70±15.23、290.37±64.41N。A1组与B1组的组间差异无统计学意义（F=1.050，P＞0.05）；比较A2组与B2组的组间差别具有统计学意义（F=5.960，P＜0.05）。比较A1组与C1组，A2组与C2组，B1组与D1组，B2组与D2组，发现4组比较P值均小于0.05，说明疲劳试验能降低两种规格椎体螺钉在椎体和椎弓根内的拔出强度，疲劳后6mm组与7mm组的拔出力较疲劳前在椎体内分别减少了58.3%、43.6%，6mm组与7mm组在椎弓根内的拔出强度在椎弓根内分别减少了41.3%、39.9%。结论1、6mm直径螺钉与7mm直径螺钉在椎体骨松质中的固定强度无显著差别。2、6mm直径螺钉与7mm直径螺钉在椎弓根中的固定强度有差别，7mm螺钉固定在椎弓根中的固定强度大于6mm螺钉固定在椎弓根内的固定强度。3、疲劳试验能降低两种规格椎体螺钉在椎体和椎弓根内的拔出强度，两种规格的螺钉抗疲劳强度均较差。