目的通过体外生物力学实验及三维有限元建模分析PEEK棒椎弓根螺钉内固定系统对相邻节段椎间盘内压力(Intradiscal pressure,IDP)的影响。方法取10具适当长度新鲜的羊脊柱标本(L3-L6),将脊柱标本截取合适长短,剔除标本周围附着的肌肉、脂肪等组织,保留完整的关节囊、韧带、椎间盘及骨性结构。然后采用模具浇注牙托粉包埋标本两端,并将标本编号。对每具标本依次行不同方式内固定处理,依据处理方式分为以下5个实验组:未处理组(Intact组)、钛棒单节段融合组(TS组)、PEEK棒单节段融合组(PS组)、PEEK棒双节段杂交组(PD组)和钛棒双节段融合组(TD组)。每个标本通过MTS多自由度脊柱运动模拟测试系统完成前屈、后伸、左/右侧弯、左/右扭转6个方向的完整动作。脊柱三维运动试验机对脊柱标本的加载顺序是测量后伸、前屈、后伸、前屈、后伸、前屈,然后测量右侧弯、左侧弯、右侧弯、左侧弯、右侧弯、左侧弯,最后进行三次左右旋转。MTS系统设定轴向压力为50N,扭矩大小为:3N.m。同时由针头式压力传感器记录脊柱标本在三维活动时所测椎间盘内的压力值。建立L1-S正常腰椎模型。根据图纸在Pro/E Wildfire 1.0(PTC,the United States)软件中建立内固定系统模型,在L1椎体上给予350N及40N.m模拟活动,测试L2至L5节段在各个方向上的椎间盘内压力。结果TS组及PS组的上位邻近节段IDP高于Intact组(P=0.00);PS组上位相邻节段椎间盘压力值明显低于TS组(P=0.00);PD组过渡阶段椎间盘压力值明显低于TS组上位相邻节段椎间盘压力值(P=0.00);PD组上位相邻节段椎间盘压力值明显低于TD组(P=0.00)。在给定的负荷及力矩下,行L4/5钛棒固定,屈伸、侧屈及轴向旋转活动时,L3/4椎间应力较正常状态下增加;而应用PEEK棒杂交手术后,L3/4椎间应力在各个方向运动中均较正常状态下减小。结论与坚强固定相比,应用PEEK棒椎弓根螺钉内固定系统可显著降低相邻节段椎间盘内压力,为进一步研究临床治疗中降低相邻节段退变的发生奠定理论基础。