目的：寰枢关节由寰椎和枢椎构成，其是脊柱运动最灵活的区域，提供了大约50%的颈椎旋转活动度。寰枢椎不稳（AAI）是脊柱外科的常见疾病，其常见病因为机械暴力、先天性畸形、肿瘤、结核和类风湿性疾病等，可能导致颈项部疼痛，脊髓损伤，甚至死亡。目前，前路和（或）后路寰枢椎融合术是治疗AAI的最经典方法。然而，寰枢椎减压手术可能加重寰枢椎的不稳；寰枢椎融合术则导致患者丧失了大部分的颈椎的运动功能，尤其是颈椎的旋转功能，严重影响了患者术后的生活质量，同时也导致了患者未融合的相邻颈椎节段退变加速。随着非融合的理念和技术的发展，对于AAI的治疗，现在已经开始出现各种动态固定的方式（如人工寰齿关节和非融合固定装置），以达到重建寰枢关节的稳定和保留寰枢关节的运动功能的目的，但存在一定的缺陷。而目前国内外尚无一种置入方便和安全，且关节运动环境为封闭的人工寰齿关节。为了弥补这一空白，本课题组拟研发了一种新型后方人工寰齿关节（NPAAJ），并通过尸体颈椎标本的生物力学测试，评估该人工关节的功能和稳定性。　　方法：通过重庆市人民医院影像科数据库，选取门诊和住院部病人拍摄的颈椎CT平扫及三维重建片60份作为A组研究对象，其中男性30人，女性30人，年龄在18～60岁之间，测量寰枢椎骨骼和外周空间大小。选取健康成年志愿者40人作为B组研究对象，其中男性20人和女性20人，年龄在32～67岁之间，拍摄其颈椎中立位、最大前屈、最大后伸的颈椎侧位 X片和最大左旋的颈椎 CT平扫片和三维重建片，测量寰枢关节正常屈伸和旋转运动幅度。根据A组和B组研究对象的测量结果，完成新型后方人工寰齿关节的设计和加工。思路为重建寰枢关节的稳定和保留寰枢关节的运动功能，同时使关节的滑动结构为封闭的环境。经伦理委员会审查通过后，10具新鲜冰冻人体枕颈部尸体标本（C0-C7）被用于生物力学实验，平均年龄67岁。将标本分别制作为以下四组（1）结构完整组；（2）寰枢关节不稳组；（3）后路寰枢椎钉棒内固定组；（4）后方人工寰齿关节置入组。逐步完成前后位移实验和运动范围实验。运用统计学软件分析NPAAJ的稳定性和运动功能。　　结果：与NPAAJ设计相关的影像学测量结果：（1）寰椎后结节上缘至枢椎椎板上缘的垂直距离（L1）（14.59±2.26mm）；（2）寰椎后结节后缘至枢椎棘突后缘的水平距离（L2）（9.53±1.92 mm）；（3）L2的垂直平分线与枢椎棘突上缘的交点A到枢椎椎弓根螺钉进钉点B的距离（L3）（24.52±1.67 mm）；（4）枢椎齿状突中心点O到寰椎椎弓根进钉点C的距离（L4）（29.17±1.97 mm）；（5）枢椎齿状突中心点O到寰椎后结节后缘E的距离（L5）（31.91±2.63 mm）；（6）L3与L2的垂直平分线的夹角（∠a）（108.67±3.63°）；（7）双侧L3之间的夹角（∠b）（87.87±4.88°）；（8）双侧 L4之间的夹角（∠c）（84.62±5.93°）。（9）寰枢椎屈伸相对运动范围（13.44±1.82°）；（10）寰枢椎旋转相对运动范围（80.42±6.07°）。成功设计出新型NPAAJ，由寰椎部件、枢椎部件、外套部件和4枚颈椎万向椎弓根螺钉组成。寰椎部件的弧形轨道槽与枢椎部件中的椭球状滚动体相关节，其中椭球状滚动体可在弧形轨道槽中上下滑动、左右摆动及左右滑动以实现寰枢关节的运动功能，并可以进行耦合运动。当椭球状滚动体的连接杆在弧形轨道槽下方开口自由滑动时，外套部件可以封闭弧形轨道槽下方开口，使NPAAJ的滑动结构为封闭的环境，从而阻止肌肉阻止的嵌入和软组织的缓慢长入，避免关节功能失效。NPAAJ已经获得国家发明专利。在前后位移实验中，寰椎相对枢椎前后方向平移距离的平均值为：结构完整组（6.53±1.07mm）、寰枢关节不稳组（11.54±1.59 mm）、后路寰枢椎钉棒内固定组（3.24±0.99mm）、NPAAJ置入组（3.75±0.87mm）。与结构完整组相比，寰枢关节不稳组中寰椎相对枢椎前后方向平移距离有显著性差异（P＜0.05）；与后路寰枢椎钉棒内固定组相比，NPAAJ置入组中寰椎相对枢椎前后方向平移距离无显著性差异（P=0.24），然而，与寰枢关节不稳组相比，NPAAJ置入组中寰椎相对枢椎前后方向平移距离有显著性差异（P＜0.05）。在运动范围实验中，结构完整组中寰枢关节各方向运动范围的平均值为：前屈（12.42±1.96°）、后伸（10.27±1.20°）、左右侧屈（9.82±1.17°）；左右旋转（75.17±4.76°）。与结构完整组相比，寰枢关节不稳组中寰枢关节各方向运动范围明显增加，有显著性差异（P＜0.05）；然而，当置入内固定钉棒后，与寰枢关节不稳组相比，后路寰枢椎钉棒内固定组中寰枢关节各方向运动范围明显减小，有显著性差异（P＜0.05）；当置入NPAAJ后，与后路寰枢椎钉棒内固定组相比，NPAAJ置入组中寰枢关节各方向运动范围明显增加，有显著性差异（P＜0.05）；但是，结构完整组中寰枢关节在前屈、后伸和左右旋转方向运动范围的平均值分别为：9.87±0.91°、8.75±0.99°、61.93±2.93°，小于结构完整组，有统计学差异（P＜0.05），分别为结构完整组的79.5%、85.2%和82.3%。然而，NPAAJ置入组中寰枢关节左右侧屈方向运动范围（9.26±0.86°）与结构完整组（9.82±1.17°）相比无显著性差异（P=0.23）。　　结论：NPAAJ运用于先天性齿状突缺如、齿状突骨折不愈合及寰椎横韧带断裂（IA, IB, IIB）的患者，可以在稳定寰枢椎的基础上保留寰枢关节绝大部分运动功能。除此之外，NPAAJ的滑动结构为封闭的环境，可能可以阻止肌肉组织的嵌入和软组织的缓慢长入，避免关节功能失效。然而，在运用于临床之前，NPAAJ仍然需要继续完善设计、加工及体内实验。