[目 的]在对第三代椎弓根螺钉棒系统长期临床应用中存在的问题和不足进行总结分析的基础上,对第三代椎弓根螺钉棒系统进行新的改良设计,并对两种系统进行机械力学及生物力学方面的检测和对比,以评价新型椎弓根螺钉棒系统。[方 法]在总结和分析第三代椎弓根螺钉棒系统临床应用中发生的失败如断棒、断钉、旋转矫正丢失等病例临床资料以及查阅相关文献资料的基础上,1.对第三代椎弓根钉棒系统设计存在的缺陷和不足进行新的设计和改进:（1）为解决第三代椎弓根钉棒系统固定圆棒与椎弓根螺钉尾滑槽及锁定螺钉间的固定方式在横截面上为“点-点”接触的不足,新系统将两者的固定接触方式在设计理念上转变为“面-面接触”方式:①在固定棒设计方面,将传统钛金属圆棒改进为方圆棒,方圆棒的截面为正方形截面经过倒圆角处理后得到,使其可以紧密的固定在下述经改进的新型椎弓根螺钉的U型凹槽及锁定螺钉之中。②在椎弓根螺钉设计方面,新的椎弓根螺钉钉尾两翼厚度增加,钉尾U型凹槽的底面及两侧翼近钉体尾连接部下1/2内侧面形态结构,与方圆棒结构相匹配,由与方圆棒结构相吻合的倒模工艺产生;在钉尾两侧翼中1/2处内外侧面的凹槽,形成可折断部,以可折断部为分界,U型凹槽整体呈“上宽下窄”的状态,便于方圆棒在上1/2部分可以卡入钉尾,在下1/2部分与凹槽紧密贴合;两侧翼下1/2内侧面上方有螺纹结构,可让固定螺栓旋入拧紧,固定螺栓和方圆棒两者可以紧密贴合。整体结构可有效防止方圆棒在钉尾U型凹槽中的的转动或者滚动。（2）为解决第三代椎弓根钉棒系统椎弓根螺钉钉体尾连接交界区直径由大即刻变小、成为应力薄弱区而易发生断裂的问题,将新的椎弓根螺钉钉体尾连接处至钉体上1/3处设计为锥形,使结构呈由连接处直径逐渐减小至钉体的过渡形态,锥形整体长度为1cm左右,锥形结构表面设计为松质骨螺纹,螺纹间距为正常螺纹间距的1/2,以增加钉体尾连接处至钉体上1/3的握持力;外观上,整体钉尾部呈混合间距螺钉状态。2.根据脊柱内固定系统行业测试标准,对新型椎弓根钉棒系统分别进行拔出力测试、单钉侧压测试、四点弯曲测试、椎弓根螺钉轴推试验、内固定系统的压缩弯曲及扭转力学性能测试、疲劳试验等机械力学测试,并与通用脊柱内固定系统进行对比。3.选择14只200斤左右体型大小相似的养殖猪,宰杀后选择其脊柱T14-L5节段,将猪脊柱标本随机分为两组,分别使用新型椎弓根钉棒系统与通用脊柱内固定系统（USS）固定其L1-L3节段,使用医用粘胶型石膏绷带将T14-T1节段、L3-L5节段统一固定,仅露出测试节段,使测试载荷精确加载于测试节段之上。并于脊柱上下两端建立石膏平面,以便于平稳精确加载载荷,提高测量精度。测量不同状态下样本的载荷-位移情况,并将两组数据进行对比。[结 果]在机械力学及生物力学性能方面,新型椎弓根钉棒系统在抗扭转、抗拔出力、抗疲劳等性能上较传统第三代椎弓根钉棒系统更好,两者相比差异具有统计学意义（P<0.05）;在轴向压缩、前屈、后伸、侧屈的性能方面,新型椎弓根钉棒系统和第三代椎弓根钉棒系统相比无显著性差异（P>0.05）。[结 论]新型椎弓根钉棒系统与第三代椎弓根钉棒系统相比,二者在轴向压缩、前屈、后伸、侧屈等方面的固定效果及生物力学稳定性类似,同时在轴向旋转矫形、抗扭转、抗拔出力、抗疲劳等方面,新型椎弓根钉棒系统较第三代椎弓根钉棒系统更优秀。