第一部分脊柱胸腰椎骨折椎弓根螺钉固定术后终板愈合形态对椎间盘退变的影响目的:软骨终板对于椎间盘的应力分布和营养代谢起至关重要的作用。本研究旨在探讨脊柱骨折后终板的愈合形态以及其对椎间盘退行性变的影响。方法:收集2011年6月至2019年5月在我院骨科创伤急救中心治疗的创伤性单节段胸腰椎骨折患者资料。结合初始CT和MRI图像,确定终板损伤情况（无终板损伤,单侧和双侧终板损伤）。根据损伤部位将终板损伤分为终板中央髓核区损伤和终板周围纤维环区损伤。创伤后椎间盘损伤程度和随访时椎间盘退变程度分别根据Sander分类系统和Pfirrmann分类系统进行影像学分类。根据末次随访MRI的T1图像,将终板的愈合形态分为终板曲度增加,不规则愈合和创伤性Schmorl结节三种形态。结果:纳入的51例患者,男性39例,女性12例,平均年龄42.2岁,平均随访时间为28.2个月。摔伤是最常见的致伤原因,占47.2%（24/51）。L1和T12是最常累及的椎体,分别占45.4%和23.5%。23例采用切开复位短节段固定的手术方式,16例采用切开复位伤椎置钉短节段固定,12例采用切开复位长节段固定。在纳入的51例患者中,单侧终板损伤33例,双侧终板损伤15例,一共纳入63个终板作为样本,其中终板髓核区损伤占65.1%（41/63）,终板纤维环区损伤占34.9%（41/63）。63例软骨终板骨折均愈合,其愈合形态为:终板曲度增加占33.3%（21/63）,不规则愈合占42.9%（27/63）,创伤性Schmorl结节占23.8%（15/63）。软骨终板骨折与椎间盘的退变程度密切相关（P=0.003）,终板不同部位的损伤对椎间盘的退变程度无显著性差异（P=0.204）。椎间盘损伤的越严重,在随访时其椎间盘退变越明显（P＜0.001）。终板骨折后的愈合形态显著影响着椎间盘退变的程度（P=0.001）。组间比较发现,不规则愈合与创伤性Schmorl结节对椎间盘退变的影响无统计学差异,而与曲度增加组均具有显著性差异。结论:软骨终板骨折会导致椎间盘退变。终板曲度增加,不规则愈合和创伤性Schmorl结节是常见的愈合形式,其中不规则愈合和创伤性Schmorl结节与椎间盘退变密切相关。第二部分脊柱胸腰椎骨折患者软骨终板复位对终板愈合形态以及椎间盘退变的影响目的:完整的软骨终板是一个有效的生物屏障,软骨终板骨折后破坏了椎间盘和椎体之间的营养代谢和生物力学环境。本研究旨在探讨软骨终板复位状态对其愈合形态以及对椎间盘退行性改变的影响。方法:48例单一节段伴有软骨终板损伤的胸腰椎骨折患者均进行了后路切开复位椎弓根螺钉内固定手术。结合初始CT和MRI图像,将终板骨折依据其损伤部位划分为终板髓核区损伤和终板纤维环区损伤。软骨终板的复位标准为软骨终板形态平滑,无明显台阶征象,且塌陷区椎体高度至少应恢复至伤椎上、下椎体对应部位高度平均值的80%。根据末次随访MRI的T1图像,将终板的愈合形态分为终板曲度增加,不规则愈合和创伤性Schmorl结节三种形态。随访时椎间盘退变程度根据Pfirrmann分类系统进行影像学分类。根据疼痛视觉模拟量表（VAS）记录背部疼痛强度。结果:纳入的48例患者,男性37例,女性11例,平均年龄42.3岁,平均随访时间为28.5个月。切开复位短节段内固定,切开复位伤椎置钉短节段内固定和切开复位长节段内固定三种手术技术对于软骨终板的复位能力没有显著性差异（P=0.620）。软骨终板的纤维环区和软骨终板的髓核区的复位率具有显著性差异（P=0.017）。当软骨终板骨折能够复位,90.9%（20/22）的软骨终板的愈合形态为曲度增加。软骨终板骨折不能满意复位,63.4%（26/41）的软骨终板的愈合形态为不规则愈合,34.1%（14/41）的软骨终板形成了创伤性Schmorl结节。软骨终板的复位情况与软骨终板最终的愈合形态密切相关（P＜0.001）。与骨折终板相对应的椎间盘均发生了不同程度的退变,未能复位的终板对应的椎间盘退变程度与终板复位的椎间盘之间的差异是显著的（P=0.001）。当软骨终板骨折发生在不同区域时,其终板的愈合形态的差异具有统计学意义（P=0.006）。不同软骨终板愈合形态的患者之间VAS评分的差异没有统计学意义（P=0.568）。结论:椎体骨折常同时合并软骨终板损伤,其中央髓核区最常受累,但是因为没有强大的韧带及纤维环的附着,其复位率明显低于周围纤维环区。复位后的终板多以曲度增加的形式愈合,未能复位的终板则以不规则愈合和创伤性Schmorl结节多见。尽管所有骨折终板所对应的椎间盘都发生了不同程度的退变,但是软骨终板骨折的满意复位可以明显地延缓椎间盘的退行性改变。第三部分不同终板愈合形态对椎间盘生物力学影响的有限元研究目的:软骨终板对于椎间盘的应力分布和营养代谢起至关重要的作用。本研究旨在探讨软骨终板的不同愈合形态对终板本身以及椎间盘的生物力学影响。方法:选取一名健康成年男性志愿者,经64排螺旋计算机断层扫描受试者的T12至L2椎体。图像数据以DICOM格式导出。使用Mimics17.0软件对胸腰段脊柱三维重建,构建实体三维椎体模型。结合前期回顾性研究的结果,构建正常软骨终板、曲度增加终板、不规则愈合终板和创伤性Schmorl结节终板四种不同软骨终板模型。通过布尔运算处理L1椎体与软骨终板接触部分,同时构建髓核与纤维环。将所获得的模型进行网格划分同时赋予结构组件材料属性。定义各组件的接触类型同时组装韧带,完成三维有限元模型的构建。在进行模型有效性验证后,施加500N垂直载荷于T12椎体上表面,分析求解后,获取各模型的软骨终板和椎间盘的应力分布,分析不同终板形态对椎间盘的生物力学影响。结果:软骨终板的愈合形态会对软骨终板本身以及椎间盘的应力产生影响,导致应力的重新分布以及局部的应力集中。通过不同模型同一组件与正常模型的比较发现终板的不同形态导致的应力趋势为:曲度增加型终板的应力略有降低,不规则愈合型与创伤性Schmorl结节型均有明显增加。曲度增加模型髓核的应力略有增加,不规则愈合模型与创伤性Schmorl结节模型均有明显降低。曲度增加模型纤维环的应力略有降低,不规则愈合模型与创伤性Schmorl结节模型均有明显增加,且纤维环的应力集中区域较为一致,位于纤维环-髓核交界区域以及纤维环的外围。从整体上来看,终板光滑只有弧度变化的曲度增加型,其应力变化的范围较小。而终板不光整局部存在较大形态变化的不规则愈合和创伤性Schmorl结节,在整个应力界面均存在较大的应力波动。结论:不规则愈合型和创伤性Schmorl结节型终板增大了软骨终板和纤维环的应力,降低了椎间盘内髓核的应力。这些生物力学环境的改变会导致椎间盘的营养供应障碍以及应力的重新分布,为软骨终板形态改变导致椎间盘退变提供生物力学依据。