目的：为了提高椎体切除后形态重建、恢复椎节高度的效果，同时兼顾重建后脊柱即刻稳定性与远期骨性融合的满意要求，研制了中空可调式钛合金人工椎体，并进行相关的生物力学、组织学以及临床应用的研究。 方法：研制适合国人颈椎、胸椎及腰椎的可调式人工椎体，并分别进行生物力学、组织学及临床应用的研究。本研究分四部分：(一)可调式中空钛合金人工椎体的研制。在复习文献的基础上，提出国人人工椎体规格数据，并设计出适合国人椎体形状及大小的可调式人工椎体，阐述其材料力学、设计特点及性能；(二)可调式中空钛合金人工椎体的生物力学研究。以小牛脊柱标本为实验对象进行两个实验：1、不同植入物行椎体替代的生物力学研究。27具小牛胸腰椎标本随机分为对照组，髂骨植入组及人工椎体置换组。分别进行应变、位移、强度、刚度、破坏性能等测试，结果进行统计学处理；2、人工椎体安装位置对胸腰椎应变的影响。6具小牛胸腰椎标本按照椎体横截面的不同位置划分为9区，分别将人工椎体固定于中立位、侧位、前位、后位及2～25°倾斜位，分别测试应变、强度及极限力学性能并与中立位植入进行比较；(三)可调式中空钛合金人工椎体的组织学观察。以12只实验性犬为对象，随机分为对照组(3只)及实验组(9只)。实验犬行腰椎椎体切除后分别植入髂骨及人工椎体，观察人工椎体在位及植骨融合情况；(四)可调式中空钛合金人工椎体行椎体重建的的临床研究。以所研制的人工椎体临床用于治疗脊柱肿瘤、严重粉碎性骨折、脊柱畸形等病例共26例，平均随访18月，观察其结构重建及稳定性重建效果。 结果：中空可调式钛合金人工椎体理化性质稳定，形状设计符合国人椎体解剖特点，同时调节范围可达50％-60％。生物力学测试结果显示人工椎体在屈曲、伸展、左右弯曲、扭转等工况下应变较对照组及髂骨植骨组小，位移测试结果小于对照组及髂骨植骨组(p＜0.01)；髂骨植骨组及人工椎体组在扭转状态下其应变及位移均大于对照组，提示旋转性能不足；附加前路或后路内固定后 — ——————— 其各个工况下强度及刚度均明显增加且均大于对照组。极限力学性能测试显示 人工椎体后于标本破坏，表现为螺纹损坏而外形正常。不同植入位置中，中立 位置入应变最小、强度最大，斜放及侧位植人对脊柱的稳定性影响最大，与中 立位置入相比具有显著性差异中卅．of人组织学观察显示实验性犬植入人工椎 体后3月，人工椎体周围有纤维细胞及少量软骨细胞生长，植入后6月在人工 椎体与骨界面上有大量软骨细胞及部分骨细胞生长。临床应用研究结果显示人 工椎体可有效重建椎节的高度并恢复椎间夹角，患者可早期下地，术后1年70％ 病例可达骨性融合。 结论：可调式中空钛合金人工椎体符合国人椎体解剖要求，具有良好的生 物力学性能。在脊柱稳定性破坏不十分严重的病例可单独使用，附加内固定后 可完全满足生物力学稳定性重建的要求。AHT－AVB兼顾内植骨与外植骨融合， 临床可有效恢复椎节高度，患者可早期下地，同时可满足远期骨性融合的需要。