背景：随着人类步入老龄化阶段,脊柱退行性变患者也逐年递增,其中骨质疏松患者最为常见。骨质疏松症(osteoporosis, OP),是一种临床上表现为骨组织矿物质含量减少和骨小梁受损,同时伴有骨脆性增加的全身性骨骼疾病,是多种原因导致的一系列骨病。其临床特征为全身骨骼疼痛、易于骨折、骨组织量减少。病因由原发性和继发性,其中原发性分别为：幼年型成年型、绝经期、老年性。而我国老年性骨质疏松症患者越来越多,伴随与老年性骨质疏松相关的脊柱椎体病变疾病等问题也突出明显,OP患者最常见和最严重的并发症是骨折,并且在老年性骨质疏松患者中骨质疏松性椎体压缩性骨折(osteoporotic vertebral compression fractures, OVCF)最为常见。优于传统的钉棒系统,椎弓根螺钉内固定为脊柱后路稳定的金标准。目前脊椎外科手术中最常用于脊柱后路内固定的方法是椎弓根螺钉内固定系统,其具有易操作、三维固定、复位等特点。对于脊柱的稳定性,骨-螺钉界面松动是一个普遍的并发症,尤其是对于老年性骨质疏松患者。而对于老年性OP患者,骨质疏松会影响普通椎弓根螺钉把持力,把持力通常会下降,其后果可引起椎弓根螺钉的不稳、松动、拔出等,进而造成脊柱骨折复位及固定失败等,故其固定效果达不到内固定要求。因此,如何提高椎弓根螺钉在骨质疏松椎体中内固定强度已成为脊柱外科一大挑战。通常增加椎弓根螺钉内固定强度的方法如下：1.为增强椎弓根螺钉在骨中的摩擦力,即将螺钉的进针点稍偏外。2.适当的增加螺钉的直径。3.膨胀椎弓根螺钉的应用。4.强化椎弓根螺钉内固定系统经后路脊柱内固定的方法。5.少量碎骨沿椎弓根置入钉道后拧入椎弓根螺钉。6.可注射骨水泥椎弓根螺钉的应用。目前临床上使用骨水泥强化椎弓根螺钉内固定的方式,分别为骨水泥强化椎弓根螺钉钉道和可注射骨水泥椎弓根螺钉,而二者在力学稳定性方面之间的差异尚不明确,本课题围绕此问题展开研究。目的：通过不同方式强化椎弓根螺钉进行轴向拔出实验生物力学测试,比较不方式强化下螺钉的最大拔出力、刚度和能量吸收值的区别,骨密度与最大拔出力的关系。探讨骨质疏松椎体中可注射骨水泥椎弓根螺钉的稳定性及有效性,为临床应用提供理论基础和生物力学依据。方法；采用8具干燥老年腰椎标本,随机取样选取,排除肿瘤、骨折及病理性改变等的标本,依据骨密度(BMD)诊断标准测量确诊为骨质疏松,所选腰椎椎体常温密封保存,所有实验骨质疏松椎体力学模型在标本制作、椎体生物力学材料、力学性质、加载测量方法等要求均一致,随机分成A、B、C、D等4组,每组20个椎体标本,分别为：单纯椎弓根螺钉组(对照组)、增粗椎弓根螺钉组、骨水泥钉道强化组、可注射骨水泥椎弓根螺钉组,观察C、D两组骨水泥泄漏情况,分别进行轴向拔出实验的生物力学测定。结果1.置钉和钉道预制过程中均未发生椎弓根骨折、破裂,穿破椎体前缘,在直视及X线检查下发现可注射骨水泥椎弓根螺钉组未见骨水泥泄漏,骨水泥钉道强化组见3个椎体骨水泥泄漏(30%)。2.最大拔出力任意两组之间比较均有显著性差异(p<0.001)。D组较A组提高91%,C组较A组提高61%,B组较A组提高21%,C组较B组提高40%,D组较C组提高30%。3.刚度A、C两组比较无明显差异性(p>0.05),B、D两组与A、C两组之间相比较均有显著性差异(p<0.05),B、D两组相比较有显著性差异(p<0.05)。4.能量吸收值A、B、C任意两组之间比较均无显著性差异(p>0.05),其与D组存在明显差异性(p<0.05)。5.最大拔出力与BMD在一定程度下,螺钉最大拔出力随着BMD的增加,最大拔出力与BMD均具有正相关性。结论通过不同方式骨水泥强化螺钉生物力学研究发现,对于骨质疏松椎体,骨水泥钉道强化及可注射骨水泥椎弓根螺钉都能显著增加螺钉稳定性,但可注射骨水泥椎弓根螺钉生物力学稳定性最佳,并且可以减少了骨水泥的泄漏风险。在临床应用中,提供了基础研究依据。