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目的应用三维有限元模型对一种新的治疗胸腰椎骨折的方法—前路异体皮质骨支撑后路经伤椎单节段加压融合法的生物力学性能进行分析。方法选取一无慢性腰背痛及胸腰椎外伤史的青年志愿者(男,20岁),先行x线检查,初步排除脊柱疾患的存在,用MRI机(Philips interaAchieva 3.0T)对胸腰段进行层厚1mm的连续扫描,利用MRI图像和Simpleware软件建立T12-L2椎体三维模型,模拟L1椎体骨折,并分别模拟后路短节段椎弓根钉固定(PF)、前路植骨内固定(AF)和前路异体皮质骨板支撑后路经伤椎单节段加压融合(CF)三种治疗方法,将三种模型分别导入Ansys8.0有限元分析软件,加载500N压力和10NM扭矩,模拟人胸腰部正常生理屈伸,左右侧弯和扭转,比较三种模型在不同生理活动下的力-位移和力矩-旋转角度变化,并记录三种方法固定后椎体结构和内固定器械的应力分布情况。结果垂直加压时CF比通常的PF刚度增加39.6%,比AF刚度增加11.3%;屈曲情况下,CF旋转角度比PF减小25.2%,比AF减少7.1%;右侧弯时CF旋转角度比PF减小39.5%,比AF减少46.2%;左、右扭转时旋转角度比PF分别减小62.0%和57.5%,比AF减少66.0%和66.8%。PF内固定物最大应力出现在扭转过程当中,最大值为121Mpa;CF中内固定物最大应力出现在左侧弯过程当中,最大值为81.4Mpa。PF中椎体最大应力出现在屈曲过程当中,最大值为40.1 Mpa,主要发生在L1椎体内;AF模型中椎体最大应力出现在右侧弯过程当中,最大值为106Mpa,主要发生在植入的三面皮质髂骨块内;CF模型中椎体最大应力出现在左侧弯过程当中,最大值为50.6Mpa,主要发生在植入的皮质骨板的左下方,即与L1椎体内左侧螺钉的连接处。结论1、采用前路异体骨支撑后路经伤椎加压融合方法,模型在垂直压缩、屈曲、右侧弯和左右扭转过程当中,稳定性远远超过前路植骨内固定和后路短节段椎弓根钉固定两种方法;后路短节段椎弓根钉固定方法在后伸,前路植骨内固定法在左侧弯过程中比较稳定,有各自优势。但总的来说,对于胸腰椎爆裂骨折,前路异体骨支撑后路经伤椎加压融合方法治疗后脊柱更加稳定。2、前路异体骨支撑后路经伤椎加压融合比后路短节段椎弓根钉固定,通过增加前方植骨,减少了内固定的应力,降低了内固定器械失败的几率和应力遮挡效应,这样更有利于骨折愈合。3、植骨区的最大应力,前路植骨内固定比前路异体骨支撑后路经伤椎加压融合明显增高,易出现髂骨块骨折塌陷,有可能导致迟发性后凸畸形及假关节的形成;前路异体骨支撑后路经伤椎加压融合模型在左侧弯时,异体骨板应力最大,易出现骨折,应当避免侧弯活动。