摘要背景:骨质疏松患者松质骨不足以维持螺钉把持力,脊柱内固定失败率高.腰椎传统椎弓根螺钉技术和皮质骨轨迹置钉技术仍有不足,改良皮质骨轨迹置钉技术力学性能较好,但目前尚无与其特点相匹配的螺钉.目的:通过有限元分析法比较3种新型变径全皮质骨螺纹螺钉与非变径全皮质骨螺纹螺钉在改良皮质骨轨迹技术中的性能.方法:根据1具成人骨质疏松尸体标本(男性,63岁)的CT数据建立L1-L5腰椎及骶骨模型,在改良皮质骨轨迹技术中分别使用3种新型变径全皮质骨螺纹螺钉(单螺纹螺钉,全长45 mm,粗杆直径5.5 mm,细杆直径4.35 mm,分别在2/3处、1/2处、1/3处进行均匀变径,变径段长8 mm)与非变径全皮质骨螺纹螺钉(单螺纹螺钉,全长45 mm、直径5.5 mm)在腰椎L4-L5进行置钉,未置钉对照组与4组置钉模型组进行有限元分析对比.通过计算腰椎活动度、内固定系统应力、L4-L5椎体应力、L4-L5椎间盘应力比较各组螺钉在改良皮质骨轨迹技术下的力学性能.结果与结论:在前屈、后伸、侧弯、轴向旋转工况下,①2/3变径螺钉组相比对照组,腰椎整体关节活动度分别降低14.16%,23.75%,8.44%及7.17%;非变径螺钉组相比对照组,分别降低14.45%,23.97%,8.52%及7.07%;3种新型变径螺钉与非变径螺钉水平相近;②2/3变径螺钉组相比非变径螺钉组,内固定系统应力分别减少3.94%、增加20.60%、增加1.16%、减少8.59%;1/2变径螺钉组相比非变径螺钉组,内固定系统应力分别增加2.06%、减少0.05%、减少0.14%、减少5.98%;1/3组相比非变径螺钉组,内固定系统应力分别增加4.16%、增加13.96%、增加5.07%、减少4.19%;③4种置钉组椎体应力相比对照组均有升高,3种变径螺钉组相比非变径螺钉组没有明显升高;④4种置钉组固定节段椎间盘应力相比对照组均有显著降低,3种变径螺钉组相比非变径螺钉组基本相同.提示在改良皮质骨轨迹技术中,新型变径螺钉可以提供不弱于非变径螺钉的固定效果.