目的:为了验证复合磷酸钙骨水泥（calcium phosphate-based nanocomposite,CPN）在椎体后凸成形术（kyphoplasty,KP）的临床应用潜力,首先建立骨质疏松羊椎体骨折模型、尸体椎体骨折模型和基于聚氨酯泡沫的标准模型,并利用上述模型对CPN的抗渗漏性能、椎体强化性能和弥散性能进行系统研究。方法:为了获得骨质疏松羊椎体,使用20%乙二胺四乙酸二钠（EDTA-Na2）溶液对离体羊椎体进行体外脱钙,模拟骨质疏松症。开发自主知识产权的骨折制作工具,并用其精准控制椎体前后缘的压缩高度以获得体外压缩性骨折模型。比较CPN和聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate,PMMA）骨水泥在模拟KP和椎体成形术（vertebroplasty,VP）操作中骨水泥的渗漏情况,同时建立基于聚氨酯泡沫的骨水泥渗漏模型,对CPN和PMMA骨水泥的渗漏性能进行比较。对骨水泥强化的松质骨和聚氨酯泡沫标准模型进行标准力学压缩测试,比较CPN和PMMA骨水泥的力学强化效果。利用CT三维重建计算CPN和PMMA骨水泥在KP和VP强化尸体椎体中的弥散体积和弥散率。对于KP强化后的羊椎体则利用Micro-CT分别从水平面、冠状面和矢状面来计算和比较骨水泥截面面积与注射体积之比,从而评价CPN和PMMA的弥散能力。同时通过观察CPN和PMMA在聚氨酯泡沫材料中弥散的CT图像,评估和比较两种骨水泥的弥散特性。结果:脱钙10天后,羊椎体骨密度由0.61±0.06 g/cm2下降为0.40±0.04 g/cm2,脱钙前后比较具有显著性差异（P<0.05,n=14）。脱钙羊椎体楔形骨折模型的压缩强度平均为2874±383 N（n=12）,明显低于新鲜羊椎体楔形骨折模型（4985±725 N,n=3）,二者比较具有显著性差异（P<0.05）,而且力学曲线和骨折形态重复性高。在使用PMMA进行KP强化的尸体椎体中,有75%发生了椎体后壁渗漏,而经CPN强化的尸体椎体未出现椎体后壁渗漏。并且在骨水泥渗漏模型测试中,与PMMA相比较,CPN表现出了明确的抗渗漏特性。在尸体椎体KP强化实验中,CPN骨水泥的强化强度为1668±816N（n=3）,而PMMA骨水泥的强化强度为2212±813N（n=3）,二者之间没有显著性差异（P=0.459）。在羊椎体KP强化实验中CPN骨水泥的强化强度（1108±284N,n=12）和PMMA骨水泥的强化强度为（1393±433 N,n=17）之间同样没有显著差异（P=0.057）。对比VP实验发现,经CPN强化后松质骨的抗压强度为3.43 MPa（n=3）,而经PMMA强化后松质骨的抗压强度为5.24 MPa（n=3）,二者均明显超过未强化松质骨的抗压强度（1.95 MPa,P<0.05）。此外,CPN在松质骨中的弥散体积和弥散率要显著高于PMMA（P<0.05）,表明CPN具有更好的弥散能力。在聚氨酯泡沫材料中,CPN表现出了与PMMA完全不同的弥散模式,而且PMMA弥散形成的团块的表面积为1037±72 mm2,明显低于混合液固比在0.4～1.0之间的CPN 骨水泥（P<0.05）。结论:使用EDTA对羊椎体进行脱钙并且用该脱钙羊椎体制作的骨质疏松性椎体压缩骨折模型具有简便易行、骨折特征和强度重复性高的特点。在尸体椎体、脱钙骨折羊椎体和基于聚氨酯泡沫标准模型的强化实验及压缩强度测试中,CPN都表现出了与PMMA骨水泥相当的强化强度。CPN骨水泥有着完全不同于PMMA的弥散模式,这使得在椎体强化的过程中CPN骨水泥更容易弥散到松质骨内并对骨组织形成包裹,从而在水泥与松质骨之间形成嵌合结构,提升了 CPN的力学强化效果。与PMMA骨水泥相比,CPN骨水泥在KP实验及渗漏模型的测试中都表现出优良的抗渗漏性能,有望解决椎体强化手术中的骨水泥渗漏问题。