摘要目的:探究不同体位C5-6节段在轴向载荷作用下的生物力学特点.方法:基于一名28岁健康男性志愿者CT数据,构建C5-6节段三维有限元模型,并通过模型活动度(range of motion,ROM)与既往研究进行对比来验证模型有效性.模拟前屈、后伸、左侧屈、右侧屈、左旋、右旋及中立位7种体位下的力学特点,于上终板施加7000N轴向载荷,分析不同体位下C5、C6椎体及椎间盘等效应力/等效应变、最小主应力/最小主应变及剪切应力/剪切应变分布,并采用Kruskal-Wallis检验评估体位间差异.结果:在轴向载荷作用下,C5椎体等效应力峰值中的最大值(370.09MPa),位于后伸体位左侧椎弓根与椎体连接处,最小值(289.30MPa),位于中立体位右侧上椎体钩前部;等效应变峰值中的最大值(0.132)位于左侧屈体位左侧椎体钩前部,最小值(0.094)位于左旋体位同一区域,且等效应力集中于椎体、椎弓根、横突孔周围及终板,等效应变则集中于终板及椎体钩.C6椎体等效应力峰值中的最大值(305.94MPa)与等效应变峰值中的最大值(0.159)均位于后伸体位椎体下终板右后外侧缘,等效应力峰值中的最小值(167.14MPa)和等效应变峰值中的最小值(0.094)均出现于前屈体位同一区域,等效应力和等效应变主要集中于椎体、横突孔周围及终板;椎间盘等效应力峰值中的最大值(53.47MPa)与等效应变峰值中的最大值(16.346)均位于前屈体位前外侧缘中部,等效应力峰值中的最小值和等效应变峰值中的最小值均位于后伸体位右侧外侧缘,等效应力和等效应变集中分布于外侧缘.C5椎体最小主应力峰值中的最大值(388.81MPa),位于后伸体位左侧椎弓根,最小值(309.76MPa),位于中立体位右侧终板前外侧;最小主应变峰值中的最大值(0.104)位于左侧屈体位左侧椎弓根中前部,最小值(0.075)位于中立体位同一区域,最小主应力集中于终板、椎弓根及椎体,最小主应变集中于上终板、椎体钩及椎弓根;C6椎体最小主应力和最小主应变峰值中的最大值分别为1281.90MPa和0.184,均位于右侧屈体位椎体下终板右后外侧缘,峰值中的最小值分别为808.12MPa和0.116,均位于前屈体位同一区域,最小主应力和最小主应变主要集中于终板、椎弓根及椎体;椎间盘最小主应力和最小主应变峰值中的最大值分别为83.91MPa和16.895,均位于前屈体位椎间盘前外侧缘中部,峰值中的最小值分别为65.06MPa和12.791,均位于后伸体位椎间盘右侧外侧缘,最小主应力和最小主应变均集中分布于外侧缘.C5椎体剪切应力峰值中的最大值(206.07MPa)位于后伸体位左侧椎弓根,最小值(155.76MPa)位于前屈体位右侧椎体上部分前侧;剪切应变峰值中的最大值(0.213)位于左侧屈体位左侧椎体钩前部,最小值(0.150)位于左旋体位同一区域,且剪切应力和剪切应变集中于上终板、椎体钩及椎弓根.C6椎体剪切应力峰值中的最大值(664.36MPa)和剪切应变峰值中的最大值(0.230)均位于右侧屈体位椎体下终板右后外侧缘,剪切应力峰值中的最小值(422.40MPa)和剪切应变峰值中的最小值(0.136)均位于前屈体位同一区域,剪切应力和剪切应变主要集中于下终板及椎弓根.椎间盘剪切应力峰值中的最大值(30.30MPa)位于前屈体位椎间盘前外侧缘中部靠左,峰值中的最小值(22.60MPa)位于后伸体位椎间盘右侧外侧缘;剪切应变峰值中的最大值(24.954)位于前屈体位椎间盘前外侧缘中部,峰值中的最小值(18.608)位于后伸体位椎间盘右侧外侧缘,剪切应力和剪切应变集中于外侧缘.结论:C5-6节段在轴向压缩载荷作用时不同体位椎体和椎间盘的应力应变分布存在差异,后伸时椎体应力最大且集中于后部区域,前屈时椎间盘前外侧应变集中,侧屈时同侧椎体应力增加.