目的:(1)建立微应力下家兔颈椎退变模型,观察相应椎间盘、椎体、黄韧带变化;(2)测量家兔颈椎节段应力分布(3)收集临床手术病例,观察MRI与组织改变的相关性。方法:(1)健康雄性大耳白家兔。随机分为实验组与对照组。取后正中入路。有限切开皮肤、皮下,分离椎旁肌。试验组于颈6及颈7棘突,固定定制弹簧。对照组于颈6及颈7棘突,固定剪断弹簧。分笼饲养3月。①对家兔活体进行X线MRI检查,观察椎体、椎间盘、黄韧带等变化;②取颈椎标本,脱钙后改刀,进行颈椎正中矢状位切片,进行HE、orcein,观察相应椎间盘、椎体变化;③对椎间盘、黄韧带等进行细胞凋亡检测,观察组织凋亡;(2)健康雄性大耳白家兔。取C1-T3节段标本。剔除颈椎周围的肌肉,保留主要韧带、椎间盘和关节囊的完整无损,于颈椎中立位粘贴电阻应变片,连接应变测量仪。于颈椎屈曲、伸直不同角度测量椎体部位应变(3)收集天津医科大学总医院骨科临床颈椎后路减压手术患者黄韧带组织,观察MRI,固定后进行HE、orcein,观察相应变化;进行细胞凋亡检测。结果:(1)实验组家兔颈椎X线显示内固定物固定良好。颈6/7角度异常,向后成角,前缘似可见硬化。MRI显示颈6/7曲度改变,出现角折,椎间盘前缘T2加权像信号变低,脊髓信号未见明显改变;HE、orcein染色实验组髓核出现皱缩,脊索细胞数目降低,软骨样细胞数目也有所降低,部分髓核内脊索细胞减少,并逐渐被絮乱的、细胞减少的纤维样组织替代。髓核体积不断皱缩,并有沿纤维环微小裂隙,有向后突出的趋势。纤维环多表现为纤维环折叠、结构破坏,胶原纤维肿胀呈玻璃样变性,随之开始出现较小的裂隙。软骨终板的血管数量减少,软骨终板层厚度持续增高。黄韧带组织排列紊乱。弹力纤维弹力纤维减少(P<0.05),外形不规则,断裂且分布不均匀。细胞成分增加。出现较多的纤维变性区,染色较浅且不均匀,有些区域弹力纤维很少,甚至呈灶状缺失;Tunel法细胞调亡显示脊髓内出现细胞凋亡,凋亡指数有统计学意义。(P<0.05)(2)颈椎屈曲10—20°时,颈椎椎体各节段差别无显著性差异(P>0.05),屈曲30—40°时,C5椎体所受应力最大,C6次之,二者与其他椎体节段相比有显著性差异(P<0.05),C5、C6间差异无显著性(P>0.05),屈曲50°时,C2、C3所受应力较小,与其他椎体差异有显著性(P<0.05),C4、C5、C6、C7所受应力较大,其之间差异无显著性(P>0.05),对C2—C7椎体,屈曲10—30°时,椎体所受应力变化差异不大(P>0.05),屈曲40—50°时,应力变化较大(P<0.05)。后伸10°时,颈椎椎体各节段差别无显著性差异(P>0.05),后伸20—30°时,C6、C7椎体所受应力较大,二者与其他椎体节段相比有显著性差异(P<0.05),C6、C7间差异无显著性(P>0.05),后伸40°时,C5、C6、C7椎体所受应力最大,二者与其他椎体节段相比有显著性差异(P<0.05),C5、C6、C7 间差异无显著性(P>0.05),后伸 50° 时,C2、C3 与 C4、C5、C6、C7椎体节段相比有显著性差异(P<0.05),对C2—C7椎体,后伸10—30°时,椎体所受应力变化差异不大(P>0.05),后伸40—50°时,应力变化较大(P<0.05)。(3)人颈椎黄韧带退变表现黄韧带组织排列紊乱。弹力纤维弹力纤维减少,外形不规则,断裂且分布不均匀。细胞成分增加。出现较多的纤维变性区。结论:微应力条件下家兔颈椎出现退变表现,脊髓内出现细胞凋亡,黄韧带改变与人退变颈椎黄韧带相似,家兔颈椎屈伸活动中不同节段应力分布不同。