1、INTRODUCTION脊柱的生物力学涉及范围非常广泛，脊脊柱的生物力学涉及范围非常广泛，脊柱结构、运动、损伤、固定等方面的生柱结构、运动、损伤、固定等方面的生物力学研究有助于解释脊柱相关的生理物力学研究有助于解释脊柱相关的生理、病理以及对临床治疗方法、临床器械、病理以及对临床治疗方法、临床器械的设计研究与发展有着重要的指导意义的设计研究与发展有着重要的指导意义。脊柱的结构脊柱的结构脊柱的结构复杂，由脊柱的结构复杂，由 7块颈椎、块颈椎、 12块胸椎块胸椎、 5块腰椎及骶骨、尾骨各一块组成，通块腰椎及骶骨、尾骨各一块组成，通过椎间盘和强健的韧带连接在一起，其过椎间盘和强健的韧带连接在一起，其主
2、要功能为保护脊髓，并将载荷从头脊主要功能为保护脊髓，并将载荷从头脊柱传递到骨盆。具有活动性能的各椎体柱传递到骨盆。具有活动性能的各椎体间互相形成关节，能在三个平面上运动间互相形成关节，能在三个平面上运动。脊椎的稳定性由韧带、椎间盘、肌肉。脊椎的稳定性由韧带、椎间盘、肌肉共同协调维持。共同协调维持。脊柱的功能单位脊柱的功能单位 脊柱的功能单位脊柱的功能单位也称功能单元，也称功能单元，即一个运动节段即一个运动节段，包括两个椎体，包括两个椎体及两椎体之间的及两椎体之间的软组织。软组织。一、椎骨的生物力学一、椎骨的生物力学最早关于人类椎骨（椎体、椎弓、关节最早关于人类椎骨（椎体、椎弓、关节突）生物力学
3、的研究是突）生物力学的研究是 Messerer对椎体强对椎体强度的测量。度的测量。（一）椎体的生物力学（一）椎体的生物力学早期的生物力学研究是对椎体抗压强度早期的生物力学研究是对椎体抗压强度的测试。当时喷气机飞行员弹射如何选的测试。当时喷气机飞行员弹射如何选择合适的加速度才不造成脊柱损伤，促择合适的加速度才不造成脊柱损伤，促进了生物力学的深入研究。进了生物力学的深入研究。研究表明，椎体的强度随着年龄的增长研究表明，椎体的强度随着年龄的增长而降低，特别是在而降低，特别是在 40岁以后会明显降低岁以后会明显降低。抗压强度抗压强度（一）椎体的生物力学（一）椎体的生物力学为了更进一步的研究，我们又将椎
4、体细分为了更进一步的研究，我们又将椎体细分为皮质骨壳、松质骨核以及终板来分析为皮质骨壳、松质骨核以及终板来分析。1、皮质骨壳、皮质骨壳椎体的主要负载部位是皮质骨壳还是松椎体的主要负载部位是皮质骨壳还是松质骨核？质骨核？1、皮质骨壳、皮质骨壳 Rockff等的实验表明，完整椎体的强度随等的实验表明，完整椎体的强度随着年龄的增加而减低。从着年龄的增加而减低。从 20-40岁，椎体岁，椎体强度的降低明显，强度的降低明显， 40岁以后强度改变不岁以后强度改变不大。大。 40Y 2、松质骨核、松质骨核在对椎体松质骨强度测试中，载荷在对椎体松质骨强度测试中，载荷 -形变形变曲线显示椎体的松质骨核可以承受很
5、大曲线显示椎体的松质骨核可以承受很大的压缩载荷，断裂前其形变率高达的压缩载荷，断裂前其形变率高达 9.5%，而相应的皮质骨的形变率还不足，而相应的皮质骨的形变率还不足 2%；说明椎体损伤首先发生皮质骨断裂，而说明椎体损伤首先发生皮质骨断裂，而不是松质骨的显微骨折。不是松质骨的显微骨折。3、终板、终板终板在脊柱的正常生理活动中承受着很终板在脊柱的正常生理活动中承受着很大的压力。终析的断裂有三种形式：中大的压力。终析的断裂有三种形式：中心型，周围型，全板断裂型。心型，周围型，全板断裂型。A.中心型在没有蜕变的椎间盘中最多见中心型在没有蜕变的椎间盘中最多见。B.周围型多见于有蜕变的椎间盘。周围型多见于有蜕变的椎间盘。C.全板断裂多发生于高载荷时。全板断裂多发生于高载荷时。
