随着办公室工作者数量的增多、电子设备的普及和使用,颈椎的患病率越来越高,且年轻化趋势越来越明显。小关节不对称和小关节在矢状面上的不同偏转方式是常见的生理结构。小关节不对称及其不同偏转方式会影响颈椎的生物力学环境,进而可能导致颈椎退变。但是,目前关于颈椎小关节生物力学的研究很少,对于人工颈椎间盘置换后小关节的力学环境变化也知之甚少。骨肌多体动力学研究方法能够对各种运动状态下的假体关节（包括邻近关节和小关节等）的运动、接触力、肌肉力和韧带力进行准确预测,并已在人工髋、膝等关节假体置换中得到了很好的模拟效果。因此,本论文通过建立包含六自由度椎间盘、肌肉、韧带和小关节面等的柔性化颈椎骨肌多体动力学模型,研究头部在屈伸、侧弯和旋转三种基本运动方式下,小关节不对称及其不同偏转方式对小关节力和椎间盘力的影响机制,探索颈椎人工椎间盘置换后的小关节力及椎间盘力的变化规律,为临床治疗、术后康复和假体优化设计等提供理论依据。主要内容如下:（1）研究了不同程度小关节不对称对颈椎生物力学的影响规律。研究发现:在颈椎前屈、左侧侧弯过程中,右侧小关节外偏导致的小关节不对称不会影响颈椎生物力学,这是因为右侧小关节在这两种运动中始终不受力;后伸和右侧侧弯运动中,小关节不对称导致不对称节段及其邻近节段椎间盘压力随不对称程度增加而增加;小关节不对称导致不对称节段左右剪切力随不对称程度的增加而增加;小关节不对称导致不对称节段小关节力在特定的运动下明显增加。从临床角度而言,增加的椎间盘压力、椎间盘剪切力和小关节力可能导致椎间盘纤维环破坏和椎间盘突出,进而导致小关节本身的退变。小关节关于矢状面不对称可能是导致颈椎退变的因素之一。（2）研究了小关节不同偏转方式对颈椎运动和生物力学的影响规律。研究发现:在侧弯运动中,双内侧偏转小关节具有限制运动的作用,双外侧偏转小关节具有促进运动的作用,而同侧偏转小关节具有限制一侧侧弯运动促进另一侧侧弯运动的作用;在轴向旋转运动中,和运动同向偏转的小关节阻碍了轴向旋转运动,而和运动反向偏转的小关节促进了轴向旋转运动;同侧偏转小关节会导致椎间盘压力、单侧椎间盘剪切力大幅增加,椎间盘压力增加是诱导椎间盘退变的因素之一,单侧椎间盘剪切力增加会导致椎间盘向剪切力大的一侧突出,严重的会导致颈椎滑脱。同侧偏转小关节应避免颈椎过大的运动范围和过大的外部扭矩,在临床治疗、假体置换等应区别于其他偏转类型小关节。（3）研究了Pretic-I型假体置换对颈椎生物力学的影响规律。研究发现:Pretic-I假体置换对下邻近节段椎间盘压力的影响较大,置换后椎间盘压力最大增加幅度为23.17%,Pretic-I假体的植入可能会加速下邻近节段椎间盘的退变;Pretic-I假体置换不会导致邻近节段椎间盘剪切力的异常增加;Pretic-I假体置换导致不同运动中置换节段小关节力明显增加,这可能是潜在的小关节退变原因;接近头部极限运动范围时,置换后椎间盘压力有快速增加的现象,因此Pretic-I假体置换病人应避免大范围头部运动。