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目的:本研究选用绵羊脊柱标本建造胸腰段椎体单纯压缩骨折模型以及单纯压缩骨折合并椎弓根劈裂模型,采用不同直径螺钉进行固定,探讨不同直径螺钉对脊柱椎体骨折椎弓根螺钉内固定稳定性的影响,分析椎弓根皮质劈裂对内固定稳定性的影响,以及经伤椎不同直径螺钉合并一侧椎弓根皮质劈裂对内固定稳定性的影响。方法:购买新鲜(宰杀后6h内)绵羊脊柱标本,经肉眼及X线检查排除肿瘤、骨折及先天性脊柱畸形等情况后,选取椎弓根直径为6.5±2mm的标本40具,截取(T13~L3)脊柱段。首先对40具标本制作单椎体压缩骨折模型,在L1椎体上进行锥形打孔,置于生物力学机上进行压缩,造成胸腰段压缩骨折模型;然后随机选取其中20具标本,将其制作为单纯压缩骨折合并椎弓根劈裂模型,其方法为在压缩骨折模型的基础上使用小型电动削磨机对L1左侧椎弓根削磨,制作出2mm左右裂隙,经X线检测椎弓根皮质劈裂模型裂隙宽度均小于3mm。将所有标本随机分为A、B、C、D四组,每组标本均为10例,其中A、B组为单纯压缩骨折模型,C、D组为单纯压缩骨折合并椎弓根皮质劈裂组;A组对照组,B、C、D组为实验组。最后对所有标本进行椎弓根固定,均进行6钉固定。所有模型经T14、L1、L2椎弓根以与矢状面成7-15°的进钉角度进针,进钉深度为钉道全长,并安装纵棒、横连和螺帽。在所有标本T14、L1、L2椎体上固定克氏针,椎体中、后1/3交界处水平进针为侧方进针点,椎体左右对称,前方进针点为正中处,垂直进针,并使克氏针穿透整个椎体,T14端克氏针作为活动端,L2端克氏针作为标志物。A组经椎弓根置入直径为6.0mm螺钉,B组经椎弓根置入直径为6.5mm螺钉;C组经伤椎椎弓根置入直径为6.5mm螺钉,D组经伤椎椎弓根置入直径为6.0mm螺钉。在生物力学机上对所有标本模型进行10000次疲劳实验,将40具标本逐个固定于生物力学机上,每次加载6N·m力矩,然后完全卸载(0N·m),进行前屈、后伸、左侧弯、右侧弯疲劳试验。椎弓根螺钉拔出力的测量使用生物力学机进行轴向拔出实验,完成胸腰段标本活动范围的测量后,将固定标本的横连及纵棒拆除,并解离下L1椎体,确保L1椎体左侧椎弓根内固定螺钉的完好,然后将单个L1椎体固定于生物力学机上,以10mm/min的位移速度沿着螺钉的纵轴方向对螺钉进行拔出力试验,在力值-变形曲线图上,对应读出拔出力的最大值,即当曲线出现下移之前的那个峰值,即为最大拔出力。实验后测定四组标本模型前屈、后伸、左侧弯、右侧弯4个方向运动范围(range of motion,ROM)的大小和腰1椎体螺钉拔出力大小[1]。结果:D组模型在前屈、后伸、左侧弯、右侧弯4个方向的运动范围分别为4.49±0.40、3.72±0.52、6.67±0.6、6.73±0.5,均显著高于A、B、C组,差异均具有统计学意义(P<0.01);B组模型在前屈、后伸、左侧弯、右侧弯4个方向的运动范围分别为1.81±0.14、1.68±0.37、4.08±0.41、4.18±0.12,均显著低于A、C、D组,差异均具有统计学意义(P<0.01);A组在前屈、后伸、左侧弯、右侧弯4个方向的运动范围别为3.15±0.37、2.58±0.29、5.46±0.47、5.46±0.47,C组在前屈、后伸、左侧弯、右侧弯四个方向的活动度值分别为3.04±0.45、2.80±0.24、5.46±0.58、5.82±0.48,差异均无统计学意义(P>0.05)。B组最大螺钉拔出力249.55±44.47N,显著高于A、C、D组,差异有统计学意义(P<0.01);D组最大螺钉拔出力为112.40±7.32N,显著低于A、B、C组,差异具有统计学意义(P<0.01);A组最大螺钉拔出力为148.53±5.72N,C组最大螺钉拔出力为144.25±7.22N,A、C组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论:椎弓根螺钉直径越接近椎弓根直径,椎弓根的稳定性越好,直径越大稳定性越好;经伤椎置钉时椎弓根皮质劈裂会降低内固定的稳定性;适当增加伤椎置钉螺钉直径,即使置钉时造成部分椎弓根皮质劈裂,仍具有较好的稳定性。