骨质疏松性椎体压缩骨折作为一种常见的骨科系统疾病,已经极大地影响了患者的正常生活,也加重了患者家庭和社会的负担。本文从断裂荷载和植入物对椎体的生物力学影响两个角度对骨质疏松性椎体压缩骨折进行了研究。目前对骨质疏松椎体的断裂荷载研究仅局限于分析固定骨质疏松程度的椎体,然而不同骨质疏松椎体具有不同的骨质疏松程度。因此,本文研究了不同骨质疏松程度下椎体的断裂荷载,以得出椎体的断裂荷载与骨密度的关系。将椎体皮质骨和松质骨的骨密度分别以3%和6%的比例逐级下降到正常骨密度的67%和34%,建立了12个不同骨质疏松程度的椎体L1有限元模型。向所建立的有限元模型施加轴向压缩荷载,计算得到椎体的断裂荷载和断裂位置。结果表明,椎体断裂位置位于椎体L1后缘,断裂荷载与椎体皮质骨和松质骨的骨密度满足指数函数关系,这可以为骨质疏松性椎体压缩骨折的预防提供理论指导。骨质疏松性椎体压缩骨折的常见治疗方法是椎体成形术,而针对椎体成形术临床上并没有统一的骨水泥剂量标准。因此,本文研究了骨水泥剂量对具有不同骨质疏松程度的椎体生物力学影响,以期为临床上骨水泥剂量的选择提供理论指导与临床建议。本文建立了12个骨质疏松的椎体T11~L3有限元模型、12个1.8 mL骨水泥-骨质疏松椎体T11~L3有限元模型、以及12个3.6 mL骨水泥-骨质疏松椎体T11~L3有限元模型。在垂直、后伸、前屈、侧屈及轴向旋转5种工况下,计算有限元模型的椎体应力和位移。结果表明,1.8 mL骨水泥使椎体的应力更小,位移更大。因此,在满足恢复骨折椎体刚度的条件下,建议临床上优先使用小剂量骨水泥治疗骨质疏松性椎体压缩骨折。由于椎体成形术存在骨水泥泄露、再次骨折等风险,本文分析了新型植入物n-HA/PA66椎体增强器对椎体的生物力学影响,以期为这种新型植入物在临床上的使用提供理论支撑。首先,本文建立了4种椎体增强器-椎体T11~L3有限元模型以及2种对照组模型1和对照组模型2。接着,对比了骨水泥和增强器对椎体的生物力学影响,得出了骨水泥较增强器使椎体应力更大的结论,证明了椎体增强器在生物力学上的优越性。然后,本文进一步研究了增强器植入数量和植入方式对椎体的生物力学影响,得出了经腰大肌植入1枚增强器使椎体应力最小的结论。因此,本文建议临床上应优先选择经腰大肌植入1枚n-HA/PA66椎体增强器以治疗骨质疏松性椎体压缩骨折。本文建立并验证了胸腰椎T11~L3有限元模型,研究了骨质疏松椎体的断裂荷载与骨密度的关系,分析了骨水泥、n-HA/PA66椎体增强器对椎体的生物力学影响,得出的结论有:椎体的断裂荷载与骨密度呈指数函数关系;椎体成形术中,在满足恢复骨折椎体变形的条件下,小剂量的骨水泥使椎体应力更小,应优先选用;增强器较骨水泥使椎体应力更小,并建议采用经腰大肌植入1枚增强器的方案治疗骨质疏松程度。本文的研究成果可以为临床上骨质疏松性椎体压缩骨折的预防提供指导,并可为临床上治疗方案的选择提供可行的建议。