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目的:比较下颈椎侧块螺钉(lateral mass screw,LMS)、椎弓根螺钉(transpedicular screw,TPS)和经关节螺钉(transarticular screw,TAS)固定方法下的螺钉抗拔出力,以及螺钉抗拔出力与骨密度和钉道长度之间有无相关性。为临床合理选择内固定提供生物力学理论基础。方法:采集成人新鲜的颈椎标本6具,截取其第3～7颈椎(C3～C7),剔除标本肌肉等组织,保留其韧带完整性,避免损伤骨性结构。将颈椎标本游离成单节共30节用于生物力学测试,根据配对随机分组原则,随机选取标本左右两侧,标本分3组:LMS组、TPS组和TAS组。分别用上述3种不同内固定方法植入螺钉,对螺钉最大抗拔出力、最大抗拔出能量和钉道长度进行测试。结果:颈椎标本的拔出(Pull-out)实验结果显示:1. LMS组最大抗拔出力为(426±38N);TPS组最大抗拔出力为(502±42N);TAS组最大抗拔出力为(482±40N),LMS组和TPS,TAS组差异有显著性,(F=19.313,P﹤0.05),TPS组和TAS组差异无显著性(P=0.438)。2. LMS组最大抗拔出能量为(5.26±0.39J),TPS组最大抗拔出能量为(7.18±0.67J),TAS组最大抗拔出能量为(6.68±0.47J),LMS组和TPS,TAS组差异有显著性,(F =53.231,P﹤0.05),TPS组和TAS组差异无显著性(P=0.25)。3. LMS组轴向刚度为(80.83±23.51N/mm),TPS组轴向刚度为(117.75±34.62N/mm),TAS轴向刚度为(100.38±27.89N/mm), LMS组和TPS,TAS组差异有显著性,(F =8.634,P﹤0.05),TPS组和TAS组差异无显著性(P=0.073)。4.最大抗拔出力与钉道长度和骨密度存在一定相关性。结论:生物力学实验结果显示,椎弓根螺钉具有良好的“紧握”作用,拔出力最大;而经关节螺钉握持侧块背侧皮质骨,穿过4层皮质骨,拔出力较强,加之这一技术相对安全、简易,临床应用价值较大;由于侧块螺钉仅固定2层皮质骨,且侧块相对薄弱,螺钉又短,故固定效果逊色,在临床手术选择中以前两者内固定为佳,最具有优势。另外,实验结果还表明,BMD高的标本,螺钉不容易拔出,表明钉-骨界面连结牢固。最大抗拔出力和钉道长度存在相关性,在临床应用中应尽量增加钉道长度,以增加螺钉的抗拔出力。