腰椎内固定系统是腰椎融合手术以及非融合手术的关键部分,由于植入坚强系统的融合手术存在严重的术后退变以及植骨失效现象,所以植入柔性内固定系统的非融合手术得到越来越多的青睐。但是当前市场上成熟应用的柔性内固定系统并不多,而且它们都存在着严重的弊端和缺陷,回访数据显示,它们的治疗效果并不显著。此外,产品型号单一,没有针对患者的多样化情况提供可供选择的个性化产品,是目前市场上所有内固定系统(坚强、柔性)存在的普遍问题。由于这种问题的存在,导致很多患者被植入了并不适用于他们的内固定系统,从而得不到有效的治疗甚至引起更严重的病变。所以本文针对这些问题,利用有限元分析的方法,设计了全新的柔性内固定系统(NTS系统),并提出了基于患者情况多样化的NTS系统个性化构建方案。本文的主要研究内容和成果如下:(1)利用多软件结合的方式,将人体腰椎的CT扫面切片数据转化为三维的有限元模型数据,并按照非融合手术的植入要求将NTS系统和USS系统(坚强系统)分别植入腰椎模型中,从而建立理想化完整腰椎有限元模型、NTS融合腰椎有限元模型以及USS融合腰椎有限元模型,供后期分析与研究使用;(2)在前人研究的基础上,总结并提出柔性内固定系统的设计原则,并以此原则为基础,设计了一种全新的柔性内固定系统(NTS系统)。通过对理想化完整腰椎有限元模型、NTS融合腰椎有限元模型以及USS融合腰椎有限元模型进行多工况的静力学分析,并利用所得数据对NTS系统进行评估,最终验证了 NTS系统是一种全钛合金制造,结构简单,可以满足非融合手术要求的柔性内固定系统。(3)本文利用创新的分析方法提出了基于患者病变节段数(N),患者体重(G)以及患者椎弓根间距所影响的植入螺钉有效长度(L)对NTS系统所使用的Ni-Ti弹簧棒进行个性化构建,从而降低对医师的经验性依赖,方便医师在术前针对患者情况选择最佳NTS系统,使患者得到最有效治疗。